Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama)
Bahan nanoselulosa telah menjadi topik yang semakin menarik di bidang nanoteknologi dan ilmu material, terutama karena sifat-sifat unggul yang dimilikinya. Bahan ini menawarkan berbagai keunggulan, seperti kemudahan untuk dimodifikasi, luas permukaan spesifik yang tinggi, dan ketersediaan yang melimpah dari sumber daya hayati seperti tanaman, hewan, dan bakteri. Dengan karakteristik yang dapat diperbarui, tahan lama, dan dapat terurai secara hayati, nanoselulosa menjadi bahan yang serbaguna dan relevan dalam berbagai aplikasi teknologi canggih, termasuk dalam bidang penginderaan dan biosensing.
Nanoselulosa dapat diekstraksi dari berbagai sumber alam, menjadikannya bahan yang sangat ramah lingkungan dan berkelanjutan. Beberapa sumber utama nanoselulosa meliputi tanaman (misalnya kayu, jerami, kapas), hewan (misalnya tunikat), dan bakteri (misalnya Acetobacter xylinum). Nanoselulosa yang diperoleh dari sumber-sumber ini dapat diubah menjadi berbagai bentuk nanomaterial, termasuk nanokristal selulosa (CNC), nanofibril selulosa (CNF), dan selulosa bakteri (BC). Setiap jenis nanoselulosa ini memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda, yang mempengaruhi penggunaannya dalam berbagai aplikasi.
Salah satu aspek paling penting dari nanoselulosa adalah kemampuannya untuk dimodifikasi secara kimiawi. Fungsionalisasi nanoselulosa dapat dilakukan melalui berbagai pendekatan, termasuk penggunaan molekul kecil yang dapat memberikan muatan ionik atau sifat hidrofobik pada permukaan nanoselulosa. Misalnya, penambahan gugus sulfat atau karboksilat dapat meningkatkan dispersibilitas nanoselulosa dalam air, sementara penambahan rantai alkil panjang dapat membuatnya lebih kompatibel dengan polimer hidrofobik.
Selain itu, cangkokan polimer pada tulang punggung nanoselulosa telah menunjukkan potensi besar dalam memperluas aplikasi material ini. Misalnya, cangkok polimer dapat digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik nanoselulosa, menjadikannya bahan yang ideal sebagai penguat dalam komposit nanomaterial. Penggunaan nanopartikel anorganik, seperti nanopartikel logam atau oksida logam, juga telah diintegrasikan ke dalam matriks nanoselulosa untuk meningkatkan sifat termal, mekanis, dan optik material ini. Kombinasi dari nanoselulosa dan nanopartikel ini menghasilkan nanohibrida dengan sifat-sifat unik yang sangat berguna dalam aplikasi sensor dan biosensor.
Salah satu aplikasi paling menarik dari nanoselulosa adalah dalam pengembangan sensor dan biosensor. Bahan ini menawarkan keunggulan seperti sensitivitas tinggi, kemampuan deteksi yang baik, dan fleksibilitas dalam desain perangkat sensor. Nanoselulosa dapat digunakan sebagai matriks untuk mendukung komponen aktif sensor, seperti enzim, antibodi, atau nanopartikel katalitik. Karena nanoselulosa memiliki luas permukaan yang besar dan kemampuan interaksi yang baik dengan biomolekul, bahan ini memungkinkan deteksi analit yang lebih efisien dan akurat.
Lebih lanjut, nanoselulosa juga dapat digunakan dalam pengembangan platform biosensing mode ganda, yang mampu mendeteksi lebih dari satu jenis analit atau melakukan pengukuran dengan dua metode yang berbeda (misalnya, metode optik dan elektroda). Keunggulan utama dari platform ini adalah peningkatan sensitivitas dan spesifisitas deteksi, yang sangat penting dalam aplikasi medis dan lingkungan.
Dalam kesimpulannya, nanoselulosa adalah bahan yang sangat menjanjikan dengan potensi besar dalam berbagai aplikasi teknologi canggih, khususnya dalam bidang penginderaan dan biosensing. Modifikasi kimia dan penggabungan nanopartikel anorganik pada nanoselulosa membuka peluang baru untuk menciptakan nanohibrida dengan sifat-sifat unik yang sulit dicapai oleh bahan lain.
Ke depan, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengembangkan metode yang lebih efisien dan ramah lingkungan dalam memodifikasi dan memproduksi nanoselulosa. Selain itu, aplikasi nanoselulosa dalam biosensing dapat diperluas lebih jauh dengan mengeksplorasi interaksi baru antara nanoselulosa dan biomolekul lain. Dengan demikian, nanoselulosa memiliki potensi untuk memainkan peran penting dalam pengembangan teknologi sensor dan biosensor yang lebih canggih dan efisien di masa mendatang.
Nanoselulosa bukan hanya sekedar bahan nanomaterial, tetapi juga sebuah platform teknologi yang dapat diadaptasi dan dimodifikasi untuk berbagai aplikasi, menjadikannya salah satu bahan terpenting dalam pengembangan teknologi masa depan.
