Sintesis Hijau Nanokomposit ZnO/Cu Menggunakan Ekstrak Daun Kelor (Moringa oleifera) dan Uji Aktivitasnya Sebagai Antibakteri

Mutia Malika Afifa, Prof. Dra. Eko Sri Kunarti, M.Si., Ph.D.; Prof. Dr. Suyanta, M.Si.

2026 | Skripsi | KIMIA

Telah berhasil dilakukan sintesis hijau nanokomposit ZnO/Cu menggunakan ekstrak daun kelor dan uji aktivitasnya sebagai antibakteri. Penelitian ini dilakukan karena adanya permasalahan infeksi luka yang disebabkan oleh bakteri atau mikroba yang masuk ke dalam tubuh melalui berbagai cara, sehingga diperlukan senyawa antibakteri yang ramah lingkungan dengan digunakannya metode sintesis hijau. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan karakterisasi nanokomposit ZnO/Cu dengan metode sintesis hijau menggunakan ekstrak daun kelor (Moringa oleifera) sebagai capping agent dan stabilisator alami. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengevaluasi aktivitas antibakteri nanokomposit ZnO/Cu terhadap bakteri uji yaitu Gram positif (Staphylococcus aureus) dan Gram negatif (Escherichia coli). 

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan. Pertama dilakukan ekstraksi daun kelor serta sintesis hijau nanopartikel ZnO dan ZnO/Cu menggunakan ekstrak daun kelor sebagai capping agent dan stabilisator alami dan seng asetat sebagai prekursor ZnO serta tembaga(II) sulfat sebagai prekursor Cu. Terdapat beberapa parameter pengujian pada penelitian ini yaitu konsentrasi dopan Cu, pH saat reaksi, serta waktu pengadukan. Uji aktivitas antibakteri dilakukan dengan menggunakan metode difusi cakram (disk diffusion) terhadap bakteri S. aureus dan E. coli.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanokomposit ZnO/Cu berhasil disintesis. Hal ini dibuktikan dengan adanya spektra FTIR yang mengindikasikan keberadaan ikatan Zn–O dan Zn–O–Cu. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa ZnO dan ZnO/Cu memiliki struktur heksagonal wurtzite tanpa membentuk fase sekunder. Nanokomposit ZnO/Cu terbentuk secara optimal pada konsentrasi dopan Cu sebesar 1% mol, pH larutan 8, dan waktu pengadukan selama 60 menit. Material ZnO yang didoping Cu terbukti mengalami penurunan energi celah pita dari 3,00 eV menjadi 2,57 eV. Hasil analisis TEM baik ZnO maupun ZnO/Cu memiliki morfologi heksagonal hingga kuasi sferis (hampir bulat) dan nanorod, sedangkan pada analisis SEM-EDX menunjukkan morfologi permukaan berupa heksagonal dan nanorod/batang. Material ZnO dan ZnO/Cu terbentuk dalam skala nano dengan diameter rata-rata masing-masing yaitu 53,70 nm dan 13,29 nm. Hasil uji antibakteri menunjukkan bahwa nanokomposit ZnO/Cu memiliki aktivitas antibakteri lebih besar daripada nanopartikel ZnO. Nanopartikel ZnO memiliki diameter zona hambat terhadap bakteri S. aureus dan E. coli masing-masing sebesar 12,33 mm dan 8,67 mm, sedangkan nanokomposit ZnO/Cu memiliki diameter zona hambat terhadap bakteri S. aureus dan E. coli masing-masing sebesar 13,50 mm dan 10,33 mm.

Green synthesis of ZnO/Cu nanocomposite using moringa leaf extract has been successfully carried out, along with an evaluation of their antibacterial activity. This research was conducted in response to the problem of wound infections caused by bacteria or microorganisms that can enter the body through various routes, highlighting the need for environmentally friendly antibacterial agents through the application of green synthesis methods. This study aimed to synthesize and characterize ZnO/Cu nanocomposite using the green synthesis method, with moringa leaf extract serving as a natural capping agent and stabilizer. In addition, this study aimed to evaluate the antibacterial activity of the ZnO/Cu nanocomposite against the test bacteria, namely the Gram-positive (Staphylococcus aureus) and the Gram-negative bacterium (Escherichia coli). 

This research was conducted in several stages. First, moringa leaf extraction was performed, followed by the green synthesis of ZnO nanoparticle and ZnO/Cu nanocomposite using moringa leaf extract as a natural capping agent and stabilizer, zinc acetate as the ZnO precursor, and copper(II) sulfate as the Cu precursor. Several parameters were investigated, including Cu dopant concentration, reaction pH, and stirring time. Antibacterial activity was evaluated using the disk diffusion method against S. aureus and E. coli. 

The results showed that the ZnO/Cu nanocomposite were successfully synthesized. This was evidenced by FTIR spectra indicating the presence of Zn–O and Zn–O–Cu bonds. XRD analysis revealed that both the ZnO and ZnO/Cu exhibited a hexagonal wurtzite structure without the formation of secondary phase. The ZnO/Cu nanocomposite were optimally formed at a Cu dopant concentration of 1% mol, a solution pH of 8, and a stirring time of 60 minutes. The Cu-doped ZnO material was proven to exhibit a decrease in band gap energy from 3.00 eV for ZnO to 2.57 eV. TEM analysis showed that both ZnO and ZnO/Cu exhibited hexagonal to quasi-spherical and nanorod morphologies, while SEM-EDX analysis revealed hexagonal and nanorod-like surface morphologies. Both ZnO and ZnO/Cu were formed at the nanoscale, with average diameters of 53.70 nm and 13.29 nm, respectively. The antibacterial test results demonstrated that the ZnO/Cu nanocomposite exhibited greater antibacterial activity than the ZnO nanoparticle. The ZnO nanoparticle produced inhibition zone diameters of 12.33 mm against S. aureus and 8.67 mm against E. coli, whereas the ZnO/Cu nanocomposite produced inhibiton zone diameters of 13.50 mm against S. aureus and 10.33 mm against E. coli. 

Kata Kunci : antibakteri, ekstrak daun kelor, nanokomposit ZnO/Cu, sintesis hijau