Wilayah Indonesia terdiri atas belasan ribu pulau yang dipisahkan oleh lautan. Penggunaan transportasi laut menjadi kebutuhan yang sangat penting untuk menjalankan banyak sektor bidang. Dengan jumlah pulau yang mencapai sekitar tujuh belas ribu ini, diperlukannya jumlah transportasi laut dan peralatan apung yang sebanding juga guna menjaga konektivitas antar wilayah. Transportasi laut merupakan salah satu subsektor transportasi yang memiliki peran penting dalam mendukung kegiatan ekonomi nasional dalam menunjang perdagangan antar daerah.
Kondisi laut yang kaya akan organisme memungkinkan menempel dan tumbuh di permukaan material dalam laut. Penumpukan organisme pada permukaan material menyebabkan permasalahan biofouling pada infrastruktur angkutan laut seperti kapal. Biofouling menyebabkan berkurangnya efisiensi bahan bakar karena kapal mengalami peningkatan ketahanan gesekan di dalam air. Hal ini mengakibatkan peningkatan biaya operasional dan perawatan transportasi laut. Lebih lanjut, biofouling tidak hanya merugikan pada alat transportasi kapal, namun juga pada peralatan lain yang dalam penggunaannya terendam di laut seperti jaring keramba, peralatan penangkap ikan.Biofouling juga berkontribusi terhadap korosi dan kerusakan material karena beberapa organisme laut melepaskan asam dan mempercepat degradasi permukaan logam.
Permasalahan ini telah menjadi isu dan tantangan bagi peneliti di dunia. Selama ini upaya mengatasi permasalahan biofouling adalah menggunakan biosida yang ternyata juga memiliki dampak negatif terhadap ekosistem laut. Selulosa sebagai salah satu material alternatif yang banyak diteliti untuk mengatasi permasalahan biofouling pada angkutan laut dan sarana pendukungnya. Kajian analisis bibliometrik telah dilakukan untuk merangkum hasil penelitian tentang faktor yang mempengaruhi biofouling, performa selulosa sebagai anti-biofouling, serta tantangan dan peluang pengembangan selulosa sebagai anti-biofouling.
Biofouling disebabkan oleh perlekatan dan pertumbuhan mikroorganisme, alga, tumbuhan, dan hewan pada permukaan material yang terendam air laut. Beberapa faktor berkontribusi terhadap terjadinya biofouling. Pertumbuhan biofouling dipengaruhi oleh ketersediaan nutrisi yang terdapat pada material maupun lingkungan seperti senyawaan nitrogen dan fosfor. Senyawaan ini tersedia cukup besar di lautan. Paparan sinar matahari yang melimpah pada daerah tropis dan subtropis juga mendorong terjadinya fotosintesis dan pertumbuhan organisme. Akumulasi biofouling juga didukung oleh tingkat salinitas, pembentukan biofilm, dan pola aliran air.
Banyak penelitian telah melaporkan berbagai macam inovasi teknologi untuk mengatasi permasalahan biofouling. Salah satunya dengan menggunakan bahan selulosa sebagai solusi mengatasi biofouling pada infrastruktur angkutan laut. Selulosa sebagai polimer alam lebih menjanjikan untuk dikaji lebih lanjut dibanding senyawa lain khususnya senyawaan kimia sintetis. Selulosa memiliki kelimpahan yang besar di alam. Selulosa ada dalam semua tanaman mulai dari pohon bertingkat hingga organisme primitif. Selulosa memiliki struktur kimia dengan sifat hidrofilik yang meminimalkan perlekatan dan pertumbuhan fouling organisme. Bahan berbasis selulosa memiliki gugus fungsi yang dapat dengan mudah dimodifikasi dan direkayasa untuk meningkatkan sifat anti-fouling.
Modifikasi membran polivinilidena fluorida (PVDF) dan selulosa asetat terbukti memiliki sifat anti-fouling. Selulosa asetat dapat meningkatkan hidrofilisitas, kinerja, dan karakteristik anti-fouling membrane hingga 86,45%. Selulosa asetat juga meningkatkan permeabilitas air, mencapai nilai 2–3 kali lebih tinggi dibandingkan dengan membran PVDF. Modifikasi polivinil klorida asetat-selulosa asetat dengan nano zeolit dan silan juga terbukti dapat mencegah fouling. Material ini memiliki sifat mekanik dan rejeksi garam tinggi. Sifat ini sangat menguntungkan karena material ini secara tidak langsung juga menghambat potensi terjadinya korosi.
Selulosa juga dapat diaplikasikan sebagai bahan aditif pada cat ataupun model bahan pelapis lainnya. Karakteristik permukaan bahan dengan kandungan selulosa dapat mencegah adhesi dan pertumbuhan organisme seperti teritip, alga, dan moluska. Selain sebagai anti-biofouling, selulosa juga dapat dimanfaatkan lebih luas sebagai bahan pendukung pembuatan kapal yang ringan dengan memanfaatkan nano selulosa, pelapis ramah lingkungan untuk perlindungan korosi, dan material pengolahan air.
Potensi selulosa yang besar dalam menyelesaikan permasalahan di dunia maritim menyebabkan kajian dan penelitian berkaitan dengan selulosa terus berkembang. Namun demikian terdapat tantangan yang dihadapi oleh para peneliti terhadap sifat biodegradable selulosa sebagai polimer alam. Ditinjau dari ketahanan material, sifat ini kurang menguntungkan karena menunjukkan bahwa selulosa lifetime tertentu. Tentunya lifetime ini lebih pendek dibanding bahan kimia sintetis. Namun, bila dilihat dari produk degradasinya, selulosa menghasilkan produk degradasi yang aman bagi lingkungan sehingga tidak mempengaruhi ekosistem laut, sedangkan bahan material sintetis menghasilkan produk degradasi yang membahayakan lingkungan. Oleh karena itu hal ini terus menjadi bahan kajian dan peluang inovasi bagi peneliti tentang bagaimana membuat desain selulosa dengan lifetime yang lama seperti material sintetis lainnya dengan tetap mempertahankan produk degradasi lapisan yang ramah lingkungan.
Penulis : Alfa Akustia Widati
Link: A bibliometric analysis of cellulose anti-fouling in marine environments
Baca Juga: Deteksi Double Karbon dots Terdoping Tembaga untuk Penginderaan Kuantitatif Histamin
