Dari karapas serangga hingga bahan bangunan yang berkelanjutan

  • Whatsapp


Kitin adalah komponen utama karapas serangga dan memastikan keduanya stabil dan fleksibel. Proyek penelitian Chitinfluid, yang didanai oleh Carl Zeiss Foundation, berfokus pada penggunaan kitin dalam konstruksi dan bertujuan untuk memproses kitin dan turunannya menjadi bahan yang berkelanjutan. Dalam simposium hibrida di bawah naungan Prof. Sabine Laschat dari Universitas Stuttgart, tim proyek membahas keadaan penelitian saat ini dan mempresentasikan pencapaian awal. Para mitra proyek eksternal dari berbagai negara juga hadir untuk pertama kalinya.

Tim proyek interdisipliner, yang terdiri dari tujuh peneliti dari University of Stuttgart dan 15 mahasiswa doktoral mereka, mengambil pandangan holistik dari rantai proses, dimulai dengan bahan mentah selama pemrosesan hingga penggunaan akhirnya sebagai bahan konstruksi. Kelompok penelitian Prof. Frank Giesselmann dan Prof. Thomas Sottmann di Institut Kimia Fisik (IPC) mempresentasikan temuan mereka tentang produksi cairan kompleks, yang membentuk suspensi dalam air yang tetap stabil selama beberapa minggu.

Mahasiswa PhD dalam kelompok penelitian Prof. Sabine Laschat di Institut Kimia Organik (IOC) bekerja pada penggunaan kitin dalam pencetakan 3D. Mereka mampu menyajikan sampel bahan padat, yang terbentuk dalam proses multi-langkah berdasarkan kitin. Bahan menawarkan stabilitas mekanik serta kepadatan rendah yang diinginkan. Sebagai bagian dari pekerjaan ini, bahan sumber yang cocok di alam telah diidentifikasi. Rincian biosintesis kitin dipresentasikan oleh kelompok penelitian Prof. Ingrid Weiss dari Institute of Biomaterials and Biomolecular Systems (IBBS).

Bekerja sama dengan Thomas Hahn dan Susanne Zibek dari Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology (IGB), kelompok peneliti Dr. Linus Stegbauer mempresentasikan metode untuk mengekstrak kitin dari kulit kepompong black soldier fly.

Proses multi-langkah ekstraksi kitin dari kulit kepompong (exuviae) serangga black soldier fly.
Kredit gambar: Hahn, Stegbauer et al., Valorisasi Limbah dan Biomassa, 2021, doi: 10.1007/s12649-021-01645-1

Dari bahan mentah hingga industri konstruksi

Rombongan Jun. Prof. Hanaa Dahy memaparkan peluang material berbasis kitin dalam arsitektur dan industri konstruksi. Saat ini, mereka sedang mengerjakan pembuatan katalog bahan konstruksi serta mengkarakterisasi bahan yang berbeda pada skala laboratorium. Selama musim panas, grup BioMat telah membangun dan mempresentasikan LightPRO Shell, konstruksi ringan yang terdiri dari konstruksi cangkang balok silang aktif yang terbuat dari profil biokomposit berbasis serat alami, yang menunjukkan peluang untuk bahan berbasis bio.

Keahlian eksternal yang saling melengkapi

Tiga dari mitra kerja sama eksternal juga mempresentasikan hasil penelitian mereka saat ini terkait dengan produksi dan penggunaan bahan baku berbasis bio. Steve Weiner dari Weizmann Institute of Science di Rehovot (Israel) mempresentasikan pencariannya yang menarik akan kesamaan dalam biomineralisasi organisme yang berbeda berdasarkan fosil berusia dua juta tahun dan studi mikroskopis elektron resolusi tinggi baru-baru ini. Studi-studi ini menunjukkan bahwa biomineralisasi hidroksilapatit dan mineral lain yang mengandung kalsium dalam siput, moluska dan krustasea lainnya terjadi melalui pra-organisasi dalam kompartemen seluler (disebut vesikel). Kitin tampaknya memainkan peran penting dalam pembentukan struktural nacre, misalnya.

Prof. Jan Lagerwall dari Departemen Fisika Materi Lunak Eksperimental di Université du Luxembourg mempresentasikan model fraksinasi yang rumit, yang memungkinkan pemisahan nanokristal selulosa secara efisien menurut ukuran/panjangnya atau perilaku fase/pembentukan gelnya.

Skema fraksinasi untuk pemisahan dan pengendalian nanokristal selulosa. Kredit gambar: Crystals (2020), 10, 199, https://doi.org/10.3390/cryst10030199, Bruckner, Lagerwall dkk.

Dalam ceramah berorientasi aplikasi, Dr.-Ing. Gerrit Hohenhoff dari Laserzentrum Hannover (LZH) menyajikan metode berbeda untuk pembuatan aditif, di mana biopolimer dapat diubah menjadi objek 3D.

Melalui presentasi ini, simposium menjadi tempat pertukaran yang hidup antara peneliti utama, peneliti junior dan mitra eksternal. Pembicaraan dari kelompok penelitian individu berkontribusi pada komunikasi antara dan kerjasama dari berbagai disiplin ilmu dalam proyek menuju tujuan bahan konstruksi berkelanjutan berdasarkan kitin.

Sumber: Universitas Stuttgart