Teknologi Nano

Logam Perak Anti Jamur

0
8
Gambar (kiri) pencitraan bagi partikel perak nano. (Sumber foto: http://business.metropoleruhr.de/), dan gambar (kanan) pembuatan bionik terapan. (Sumber foto: www.rs-seliger.de)

Mereka memblokir enzim yang mengangkut nutrisi-nutrisi, menghancurkan struktur pembentuk proteinnya, mengikatnya dengan materi genetik dan mengganggu proses biokimia sintesis dinding sel.

Gambar (kiri) pencitraan bagi partikel perak nano. (Sumber foto: http://business.metropoleruhr.de/), dan gambar (kanan) pembuatan bionik terapan. (Sumber foto: www.rs-seliger.de)
Gambar (kiri) pencitraan bagi partikel perak nano. (Sumber foto: http://business.metropoleruhr.de/), dan gambar (kanan) pembuatan bionik terapan. (Sumber foto: www.rs-seliger.de)

Pada abad pertengahan, dipercayai bahwa dengan menempatkan koin perak di lidah dapat menangkal wabah. Saat ini,ketahanan logam mulia mampu melawan berbagai macam kuman dalam bentuk yang jauh lebih kecil.Partikel-partikel perak nanopada cat tembokdapat mencegah pembentukan cetakan jamur di dalam gedung dan pertumbuhan ganggang di dinding luar.

Rambut halus berwarna lembayung muda saling berdekapan satu sama lain, lentur lembut di bawah berat kapsul globular pada bagian ujungnya. Berkembang tepat di sebelah mereka adalah suatu jaringan berwarna hijau pucat, bercampur secara berjenjangibarat ombak lautan yangterdiri dari batang-batang halus berwarna hitam. Sebuah hutan yang ajaib, penuh kesenangan. Tapi tidak di semua tempat pemandangan yang seperti itu bisamenimbulkan kesan yang menyenangkan.

Advertisement

Sementara susunan yang indah dari jamur tersebut hanya menarik untuk dilihat di bawah mikroskop, sedangkan pertumbuhan dari rambut-rambut tersebut adalah pemandangan yang paling tidak diinginkan di dinding dan langit-langit, apalagi dicurigai menyebabkan alergi serta keluhan pernafasan. Meskipun demikian, kehadiran makhluk ini wajar saja. Sebuah hasil  studi yang dilakukan oleh perwakilan universitas-universitas di Jena, Berlin dan Dresden pada tahun 2003 menunjukkan bahwa jamur berkembang biak di lebih dari sembilan persen dari jumlah tempat tinggal di Jerman.

Pertumbuhan ganggang hijau menghasilkan noda di dinding luar bangunan. (Sumber foto/©: Bioni CS GmbH)
Pertumbuhan ganggang hijau menghasilkan noda di dinding luar bangunan. (Sumber foto/©: Bioni CS GmbH)

Cara tercepat untuk memerangi pertumbuhan yang tidak diinginkan biasanya dengan menggunakan cat anti-jamur atau dengan menyemprotkan fungisida. Kelemahan produk ini adalah sering didasarkan pada reaksi biologis, yang secara bertahap dibuang ke lingkungan. Reaksi ini berarti bahwa zat aktifnya tidak hanya menembus ke akar jamur, tetapi juga masuk ke tubuh manusia, misalnya dengan dihirup. Selain itu, reaksi biologis tersebut juga bisa habis secara bertahap, yang mengecilkan efektivitas lapisan seiring berjalannya waktu. Sebuah alternatif bebas emisi untuk pelapis berbasis reaksi biologi yang semacam ini telah dipasarkan sejak September. Produk ini dikembangkan oleh para peneliti di Fraunhofer Institutefor Chemical Technology ICT di Pfinztal, bekerjasama dengan Bioni CS GmbH di Oberhausen. Cara bekerjanya adalah atas dasar partikel-partikel logam mulia, yaitu partikelnano yang terbuat dari perak.

“Bahkan di dalam penyembuhan abad pertengahan telah dikenal bahwa perak memiliki kemampuan reaksi biologis,” kata Helmut Schmid dari ICT. “Obat modern juga menegaskannya. Jadi, sekarang kita telah menggunakan teknik-teknik modern untuk menerapkan pengetahuan ini, dan nanopartikel yang terintegrasi dari logam mulia di dalam cat tembok.”

Bersama-sama zat lain di dalam cat, perak bertindak seperti racun ketika bereaksi terhadap jamur dan bakteri. Efek inidisebabkan karena jumlah kecil ion perak dikeluarkan oleh partikel-partikel nano perak yang ada. Jika efek ini terjadi ke dalam kontak dengan mikroorganisme yang tidak diinginkan, maka ion-ion tersebut langsung menyerang di beberapa bidang. Mereka memblokir enzim yang mengangkut nutrisi-nutrisi, menghancurkan struktur pembentuk proteinnya, mengikatnya dengan materi genetik dan mengganggu proses biokimia sintesis dinding sel. Bahkan konsentrasi yang sangat kecil dari perak cukup untuk mengerjakan efek reaksi biologis semacam ini. “Partikel-partikel nano tersebut memiliki suatu permukaan yang luasdengan berpengaruh terhadap volume mereka, sehinggadengan rasio kurang dari satu gram perak di dalam sepuluh kilogram cat saja, sudah cukup untuk membunuh kumannya,” kata Schmid. Kuantitasnya yang kecil ini memengaruhi baik penampilan maupun sifat lapisan cat.

Gambar SEM pelindung partikel logam. (Sumber foto/@: Fraunhofer ICT)
Gambar SEM pelindung partikel logam. (Sumber foto/@: Fraunhofer ICT)

Menahan perak nano

Manufaktur partikel-partikel kecil dan memastikannya tetap kecil merupakan tantangan yang besar. Partikel nano yang dihasilkan oleh para peneliti di dalam fase cair berukuran hanya tiga belas juta partikel di dalam rata-rata satu milimeter. Partikel pada ukuran kecil ini memiliki energi permukaan yang sangat tinggi, dimana mereka berusaha untuk menguranginya dengan berkumpul menjadi gumpalan yang lebih besar.

“Kami mencegah hal itu terjadi dengan menstabilkan mereka di dalam sistem polimer,” kata Schmid. Polimer memiliki keuntungan tambahan untuk memfasilitasi campuran dan distribusi homogen dari partikel perak ke dalam suspensi cat. Dan, mereka memiliki efek lain juga.

“Dengan menggunakan polimer, kita menahan perak nano pada suatu ikatan, katakanlah seperti itu, untuk memastikan bahwa perak itu tidak bisa lepas dari cat,” jelas Schmid.

“Langkah itu penting bila dilihat dari sudut pandang toksikologi, karena para peneliti kedokteran belum menentukan dengan tepat sejauh mana partikel-partikel nano yang dilepaskan tanpa pandang bulu akan mempengaruhi kesehatan manusia.”

Untuk memverifikasi bahwa cat yang digunakan benar-benar tidak berbahaya, produsen telah mengujikannya dengan TÜV Rheinland. “Persyaratan untuk memperoleh stempel persetujuannya lebih ketat daripada untuk ‘Blue Angel’ misalnya,” ungkap Sven Knoll Direktur Bioni,

Baca juga :   Pertarungan Walikota Se-Dunia

Pengesahan yang diberikan adalah konfirmasi resmi bahwa cat tidak beracun dan tidak akan menyebabkan kanker, cacat atau mutasi. Bioni juga telah mengembangkan formula cat berisi perak untuk dinding luar dan secara resmi telah diujikan juga, meskipun di dalam kasus ini kemanjuran cat itulah yang diujikan.

“Sudah sangat umum kita melihat ganggang hijau yang tumbuh di dinding luar bangunan, yang akan mencapai batas tertentu bila isolasi termalnya ditingkatkan,” kata Knoll.

“Sampai saat ini, perawatan yang standar adalah dengan menerapkan fungisida.” Fakta bahwa cat berisi perak memberikan perlindungan yang efektif terhadap pertumbuhan alga telah didokumentasikan di dalam laporan pengujian yang dikeluarkan oleh Bremen Institute for Materials Testing.

Terlepas dari semua keuntungan, cat berisi perak baik yang digunakan di dalam maupun di luar ruangan, memiliki kelemahan yang signifikan. Biayanya hampir dua kali lipat cat yang telah biasa dijumpai di rak-rak toko lokal oleh mereka yang senang mengerjakan perbaikan rumah sendiri. “Itu sebabnya kami memasarkan produk kami secara langsung, bukan mendistribusikannya melalui pengecer,” kata Knoll.

Cara ini adalah satu-satunya untuk dapat menjelaskan kepada pelanggan mengapa perusahaan menerapkan aspek-aspek fungsional tersebut yang mengakibatkan harga produknya menjadi seperti itu. Misalnya saja, selain perak partikel cat mengandung kombinasi bahan pengikat dan bahan pengisi yang memenuhi bola berongga kecil dari kaca.

“Hal ini membuat cat eksterior kami bertindak seperti layaknya Gore-Tex,” jelas Knoll. “Cat mencegah sebagian besar tetesan air merembes ke dalam batu bata, meskipun masih memungkinkan uap air untuk melarikan diri ke dalam bentuk molekul individu.” Formula tersebut juga meningkatkan tahan panas dan daya tahan cat, kata Knoll, “Kemampuan itu menjadikan cat sangat tahan terhadap abrasi dan pengobatan kimia, seperti layaknya disinfektan.”

Terutama untuk dua aspek terakhir, dalam hubungannya dengan efek reaksi biologis dari penampang perak nano tersebut, bisa membuka potensi pasar lebih lanjut. “Bulan lalu kami mulai mempromosikan cat di rumah sakit dan klinik, yang memberikan kepada kami respon yang sangat positif,” jelas Knoll, yang saat ini telah menerima pesanan pertama untuk produk tersebut. Karena perak mengganggu berbagai tahap metabolisme sel, sehingga dapat menghancurkan berbagai kuman dan membuat sulit bagi mikroba untuk mengembangkan resistensinya.

“Bahkan mengalahkan kuman kotoran yang paling ditakuti,” kata Schmid. Bahaya yang ditimbulkan oleh patogen ini telah meningkat selama beberapa tahun terakhir, karena sekitar 20 persen kuman resisten terhadap antibiotik konvensionalnya. Sebaliknya, kurang dari satu persen stafilokokus yang bertahan ketika terjadi kontak langsung dengan cat Bioni. Sekarang, seperangkat pengujian yang baru akan dilakukan untuk menyelidiki efek pada kuman-kuman di rumah sakit yang lainnya.

Sentuhan perak

Para peneliti di Fraunhofer Institutefor Manufacturing Engineering and Applied Materials Research IFAM di Bremen sedang berharapke efek antibakteri dari perak nano. Mereka bekerja  selama 10 tahun mengembangkan proses untuk pembuatan partikel nano dan menyesuaikannyadengan berbagai aplikasi. Produksi terbaik untuk bubuk perak telah dijalankan, dan sekarang menjadi salah satu produk andalan dari Bio-Gate Bioinnovative Bahan GmbH. IFAM memfokuskan ke proses pembuatan koloid perak dan film tipis perak pada skala nano.

Partikel nano yang  banyak digunakan sekarang ini. (Sumber foto:  http:// yangf .ecosox.com/)
Partikel nano yang banyak digunakan sekarang ini. (Sumber foto: http:// yangf .ecosox.com/)

“Tujuan kami selalu untuk menggunakan proses yang sama pada kedua sintesis partikel nano dan mengintegrasikannya ke dalam sebuah komponen penting dari produk akhir,” kata Bernd Günther dari IFAM. Untuk melakukan hal ini, para peneliti memperbaiki perak sebagai solusi koloid langsung dari fase gas, dengan menggunakan cairan pembawanya. Yang terakhir ini kemudian dapat merupakan bahan dari bahan plastik bakterisida yang dirancang untuk aplikasi medis, atau dapat digunakan sebagai aditif di dalam pelumas atau oli untuk mencegah kontaminasi mikroba dari peralatan mesin. Para peneliti sedang mengembangkan teknik cetak untuk tinta berisi perak yang akan memungkinkan pencetakan struktur perak yang sebagaimana mestinya telah ditetapkan, misalnya untuk digunakan di dalam setiap chip-chip biologis.

Para peneliti di Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT di St. Ingbert sedang mengeksplorasi aplikasi yang lain untuk bisa menggunakan bola-bola perak berskala nano. Tujuan mereka adalah untuk menggunakan partikel-partikel kecil di dalam terapi kanker. (Diolah dari Fighting fungal growth with silver tulisan Barbara Schunk, Fraunhofer)

Incoming search terms:

Advertisement

Tulis Opini Anda