Ditulis oleh:

Dalam dunia moden hari ini, penemuan baru dalam sains dan teknologi sering kali memanfaatkan sumber yang tidak dijangka. Salah satu sumber yang menjanjikan untuk penghasilan nanokristal selulosa ialah petai belalang (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit), sejenis legum yang terkenal di Asia Tenggara. Petai belalang, yang biasanya dikenali kerana bau dan rasa uniknya, kini mula mendapat perhatian dalam bidang sains bahan kerana potensi baru dalam penghasilan nanokristal selulosa.

Apa itu Nanokristal Selulosa?

Nanokristal selulosa (NCC) adalah bentuk selulosa yang telah diproses ke dalam saiz nanometer. Selulosa adalah polisakarida yang terdapat dalam dinding sel tumbuhan, dan apabila diproses menjadi nanokristal, ia menunjukkan sifat-sifat yang sangat menarik seperti kekuatan yang tinggi, ringan, dan kebolehtelapan yang rendah. Ini menjadikannya sangat berguna dalam pelbagai aplikasi, dari bahan komposit dan plastik hingga penggunaan dalam elektronik dan perubatan. Sebagai contoh, kajian dari Panchal et al., (2019), melaporkan bahawa NCC sesuai untuk digunakan sebagai dalam peranti biomedikal, tekstil, dan implan kerana sifat biokompatibilitinya dan tidak toksik. Di samping itu, NCC juga mempunyai beberapa kelebihan, seperti ketumpatan yang rendah (Dufresne, 2013) dan modulus Young yang baik (Panchal et al., 2019) dan boleh diperoleh daripada pelbagai sumber boleh diperbaharui.

Selulosa nanokristal adalah bahan nanomaterial yang boleh diperbaharui yang telah mendapat perhatian besar untuk pelbagai aplikasi, dari bahan biomedikal canggih hingga bahan pembungkusan makanan, disebabkan oleh sifat fizikal dan biologi yang luar biasa. NCC boleh diperoleh daripada kayu, alga, tunikata, dan sisa agro-industri. Memandangkan permintaan terhadap NCC telah meningkat, mencari sumber yang banyak, mudah diperoleh, dan kos rendah adalah penting. Sisa atau biomass agro-industri yang mengandungi selulosa adalah sumber yang paling menjanjikan kerana kos rendah dan ketersediaannya (Lamaming et al., 2015; Song et al., 2019). Banyak penyelidikan telah tertumpu pada penggunaan sisa pertanian atau biomass untuk pengekstrakan NCC. Oleh itu, buah matang L. leucocephala berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan selulosa baru yang sesuai untuk penghasilan NCC.

Mengapa Petai Belalang?

Petai belalang adalah tanaman yang tumbuh dengan meluas di kawasan tropika dan mempunyai potensi sebagai sumber selulosa. Selama bertahun-tahun, tumbuhan ini telah menjadi sumber serat dan protein. Ia adalah kekacang tropika yang boleh didapati dengan mudah di Malaysia. Tumbuhan ini mempunyai banyak kelebihan ekonomi, termasuk pengeluaran biojisim yang tinggi, dan ia dikenali sebagai "pokok ajaib" kerana banyak aplikasinya, terutamanya dalam industri ternakan. Daunnya digunakan untuk makanan haiwan kerana ia mengandungi jumlah protein yang tinggi. Benih pula digunakan untuk pengeluaran biodiesel. Berikut adalah beberapa sebab mengapa petai belalang boleh menjadi pilihan yang menarik untuk penghasilan nanokristal selulosa:

1. Komposisi Selulosa: Petai belalang mengandungi kandungan selulosa yang mencukupi yang boleh diekstrak dan diproses. Proses pengeluaran nanokristal selulosa melibatkan pemecahan selulosa kepada unit-unit nanometer, dan petai belalang dapat menyediakan bahan mentah yang diperlukan untuk proses ini.

2. Ketersediaan dan Kos: Petai belalang adalah tanaman yang mudah didapati di kawasan tropika dan sering kali digunakan dalam masakan tempatan. Menggunakan sisa petai belalang untuk penghasilan nanokristal selulosa dapat mengurangkan kos bahan mentah dan memanfaatkan sumber yang sedia ada, mengurangkan pembaziran. Kerajaan Malaysia dilaporkan telah menunjukkan minat dalam menyelidik penggunaan tumbuhan ini (Adnan, 2012) Adnan melaporkan bahawa kerajaan telah mengenal pasti tanaman tenaga seperti jatropha (dikenali secara saintifik sebagai Jatropha curcas), kenaf (Hibiscus cannabinus), mangrove hutan (Acacia mangium), dan yang terbaru, petai belalang (Leucaena leucocephala), yang akan segera menjadi sebahagian daripada landskap negara seperti ladang kelapa sawit, getah, atau koko di sini.

3. Kepelbagaian Aplikasi: Dengan menggunakan petai belalang sebagai sumber nanokristal selulosa, terdapat potensi untuk mengembangkan aplikasi baru dalam industri yang memerlukan bahan yang kuat dan ringan. Ini termasuk pembuatan bahan komposit yang lebih cekap, penggunaan dalam pembungkusan, dan inovasi dalam teknologi perubatan.

Cabaran dan Peluang

Walaupun potensi petai belalang dalam penghasilan nanokristal selulosa menjanjikan peluang untuk dikembangkan, beberapa cabaran perlu diatasi. Ini termasuk:

1. Proses Pengekstrakan: Memastikan bahawa proses penghasilan nanokristal selulosa dari petai belalang adalah efisien dan kos-efektif memerlukan penyelidikan dan pembangunan lanjut.

2. Kualiti dan Konsistensi: Kualiti dan konsistensi nanokristal selulosa yang dihasilkan daripada petai belalang perlu diuji untuk memastikan ia memenuhi standard industri yang diperlukan.

3. Skala Pengeluaran: Mengubah teknologi dari skala makmal kepada pengeluaran industri memerlukan pertimbangan logistik dan ekonomi yang teliti.

Kesimpulan

Petai belalang sebagai sumber baharu untuk penghasilan nanokristal selulosa merupakan satu perkembangan yang menarik dalam bidang sains bahan. Dengan penyelidikan lanjut, potensi sumber ini bukan sahaja dapat memperluas pilihan bahan untuk pelbagai aplikasi tetapi juga memberikan manfaat ekonomi dengan memanfaatkan sumber yang sedia ada. Ini adalah contoh bagaimana inovasi dalam sains boleh datang dari tempat yang tidak diduga dan memberikan impak yang besar terhadap industri dan masyarakat.

Rujukan

1. Adnan, H. (2012, December 4). Changing plantation landscape with alternative cash crop? Business, The Star. https://www.thestar.com.my/business/business-news/2012/12/04/changing-plantation-landscape-with-alternative-cash-crop

2. Dufresne, A. (2013). Nanocellulose: a new ageless bionanomaterial. Materials Today, 16(6), 220–227. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2013.06.004

3. Lamaming, J., Hashim, R., Sulaiman, O., Peng, C., Sugimoto, T., & Afeefah, N. (2015). Cellulose nanocrystals isolated from oil palm trunk. Carbohydrate Polymers, 127, 202–208. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.03.043

4. Panchal, P., Ogunsona, E., & Mekonnen, T. (2019). Trends in Advanced Functional Material Applications of Nanocellulose. Processes, 7. https://doi.org/10.3390/pr7010010

5. Song, K., Zhu, X., Zhu, W., & Li, X. (2019). Preparation and characterization of cellulose nanocrystal extracted from Calotropis procera biomass. Bioresources and Bioprocessing, 6. https://doi.org/10.1186/s40643-019-0279-z