Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama)
Dalam era yang semakin sadar akan keberlanjutan dan pentingnya pengelolaan sumber daya alam, pemanfaatan limbah organik seperti limbah pertanian dan industri menjadi topik utama dalam pengembangan material fungsional yang ramah lingkungan. Salah satu limbah yang memiliki potensi besar untuk diolah kembali adalah serat keratin, yang berasal dari industri penyamakan kulit. Penelitian ini menyoroti pengembangan material berkelanjutan berbasis serat keratin yang diproses menggunakan teknik Layer-by-Layer (LbL) dan pengeringan beku untuk menghasilkan material yang ringan, tahan api, dan ramah lingkungan.
Proses LbL adalah salah satu inovasi utama dalam penelitian ini, di mana lapisan-lapisan tipis dari kitosan dan serat nano selulosa karboksimetilat dilapiskan secara bertahap di atas permukaan serat keratin. Teknik ini berperan penting dalam membentuk struktur mandiri yang kokoh setelah pengeringan beku. Dengan densitas sebesar 100 kg/m³, jaringan serat berpori yang dihasilkan mengandung lebih dari 95% berat serat keratin, menciptakan material yang ringan namun kuat, serta memiliki sifat tahan api yang luar biasa.
Hasil uji flammabilitas menunjukkan bahwa material berbasis serat keratin ini mampu memadamkan api secara otomatis dalam konfigurasi vertikal. Hal ini memberikan keunggulan signifikan dibandingkan dengan material komersial lainnya, seperti busa poliuretan, yang sering digunakan namun memiliki potensi bahaya kebakaran yang lebih tinggi. Dalam uji pembakaran paksa dengan intensitas 50 kW/m², material ini menunjukkan pengurangan tingkat pelepasan panas sebesar 37% dan pengurangan produksi asap hingga 75% dibandingkan busa poliuretan komersial. Penemuan ini menegaskan potensi besar material berbasis serat keratin untuk digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan api, terutama dalam industri furnitur dan konstruksi.
Selain sifat tahan api, keuntungan lain dari material ini adalah keberlanjutannya. Dengan memanfaatkan limbah industri sebagai bahan baku utama, pengembangan material ini sejalan dengan agenda keberlanjutan global yang mendorong daur ulang dan pengurangan limbah. Limbah serat keratin yang sebelumnya diabaikan kini dapat diolah menjadi produk bernilai tambah tinggi, mengurangi dampak lingkungan dari industri penyamakan kulit dan berkontribusi pada ekonomi sirkular.
Teknik LbL yang digunakan dalam penelitian ini juga membuka jalan untuk pengembangan lebih lanjut dalam memodifikasi material berbasis serat keratin. Dengan menambahkan lapisan-lapisan fungsional lainnya, seperti lapisan antimikroba atau lapisan yang meningkatkan ketahanan terhadap bahan kimia, material ini dapat disesuaikan untuk berbagai aplikasi industri. Fleksibilitas teknik LbL memungkinkan inovasi terus berkembang dalam menciptakan material fungsional yang tidak hanya ramah lingkungan, tetapi juga dapat memenuhi kebutuhan spesifik dari berbagai sektor industri.
Lebih jauh, teknik pengeringan beku yang digunakan dalam penelitian ini menghasilkan struktur material yang berpori dan ringan, sehingga menjadikannya pilihan yang ideal untuk aplikasi di mana bobot material menjadi faktor penting. Misalnya, material ini dapat diaplikasikan dalam desain interior pesawat terbang atau kendaraan listrik, di mana bahan yang ringan namun kuat sangat dibutuhkan untuk efisiensi energi.
Kesimpulannya, penelitian ini menampilkan peluang besar dalam pengembangan material tahan api yang berkelanjutan dari limbah serat keratin. Melalui pendekatan inovatif seperti teknik LbL dan pengeringan beku, material yang dihasilkan tidak hanya memiliki sifat fungsional yang unggul, tetapi juga mendukung upaya global dalam mengurangi limbah dan meningkatkan keberlanjutan. Material berbasis serat keratin ini merupakan contoh nyata bagaimana limbah industri dapat diubah menjadi produk bernilai tinggi yang aman, efisien, dan ramah lingkungan untuk berbagai aplikasi komersial.
