Sintesis dan Karakterisasi Fisikokimia Karbonat Hidroksiapatit Berbahan Dasar Cangkang Kerang Mutiara Air Tawar Margaritifera margaritifera dengan Variasi Waktu Pengadukan dan Suhu Sintering menggunakan Metode Sol-gel

Chairoh Ulfah, Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si., M.Eng.

2024 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Dalam penelitian ini, karbonat hidroksiapatit (CHAp) berhasil disintesis dengan bahan dasar cangkang kerang mutiara air tawar (Margaritifera margaritifera) yang dimanfaatkan sebagai sumber kalsium. CHAp disintesis dari kalsium oksida (CaO) yang diperoleh dari perlakuan kalsinasi suhu 1000? selama 5 jam. Sintesis CHAp menggunakan metode sol-gel dengan variasi waktu pengadukan dan suhu sintering. Sampel dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Difractometer (XRD), dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Sintesis CHAp dilakukan dengan variasi waktu pengadukan (6 jam, 12 jam, 18 jam, dan 24 jam) dan variasi suhu sintering (500?, 600?, 700?, dan 800?). Berdasarkan data XRD, seluruh sampel memiliki karakteristik CHA tipe B yang ditdanai dengan adanya overlapping pada puncak difraksi (211), (112), dan (300) dan didukung oleh kesesuaian dengan parameter kisi CHAp yaitu a dan c sebesar 9,423 ? dan 6,880 ? CHAp. Variasi waktu pengadukan mempengaruhi karakteristik CHAp dengan memperlihatkan puncak difraksi yang semakin tajam dan kristalinitas yang meningkat. Pengadukan selama 6 jam ditemukan optimal, menunjukkan penggantian PO43- oleh CO32- dan menghasilkan rasio mol Ca/P yang mendekati rasio tulang manusia. Microstrain menurun dengan waktu pengadukan yang lebih lama, menunjukkan pengurangan cacat kristal. Pada suhu sintering, puncak difraksi menjadi lebih tajam dan kristalinitas meningkat, dengan ukuran kristalit terendah pada 700?. Suhu sintering optimal pada 700?, dengan kandungan karbonat paling sedikit pada 800? dan rasio mol Ca/P yang mendekati tulang manusia.

In this research, carbonate hydroxyapatite (CHA) was successfully synthesized from freshwater pearl mussels shells (Margaritifera margaritifera) which were used as  a source of calcium. CHA is synthesized from calcium oxide (CaO) obtained from calcination treatment at a temperature of 1000? for 5 hours. CHA synthesis uses the sol-gel method with stirring time dan sintering temperature variations. Samples were characterized using Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffractometer (XRD), and Transmission Electron Microscopy (TEM). CHAp synthesis was carried out with varying stirring times (6 hours, 12 hours, 18 hours, and 24 hours) and varying sintering temperatures (500?, 600?, 700?, dan 800?). Based on the varying stirring time affects the characteristics of CHAp by showing sharper diffraction peaks and increased crystallinity. Stirring for 6 h was found to be optimal, indicating replacement of PO43-by CO32- dan producing a Ca/P mole ratio close to that of human bone. Microstrain decreased with longer stirring times, indicating a reduction in crystal defects. At the sintering temperature, the diffraction peaks become sharper and the crystallinity increases, with the lowest crystallite size at 700?. The optimal sintering temperature is 700?, with the lowest carbonate content at 800? and a Ca/P mole ratio  close to human bone.

Kata Kunci : Karbonat Hidroksiapatit, Cangkang Kerang Mutiara Air Tawar, Margaritifera margaritifera, Metode Sol-gel, Waktu Pengadukan, Suhu Sintering