Pengaruh volume APTES pada fungsionalisasi Mesoporous Silica Nanoparticles dari limbah sludge geothermal terhadap drug loading kurkumin

Abstract

Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumber energi panas bumi dengan perkiraan menyimpan hingga 40% cadangan panas bumi dunia. Sebagai upaya pemanfaatannya, energi panas bumi atau energi geothermal ini banyak dieksplorasi dan dieksploitasi untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). Listrik dari geothermal mendukung kebijakan pemerintah dalam upaya pengelolaan energi nasional dikarenakan enegi geothermal merupakan sumber daya alam terbarukan. Namun dalam proses eksplorasi dan eksploitasinya, PLTP dari energi geothermal juga menghasilkan limbah yang berdampak negatif bagi lingkungan. Salah satu kandungan yang terdapat pada limbah sludge geothermal dalam jumlah yang tinggi adalah silika. Silika dari limbah sludge geothermal dapat di sintesis menjadi Mesoporous Silica Nanoparticles (MSN) melalui metode sol-gel. MSN yang telah dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai drug delivery system untuk meningkatkan kelarutan dan bioavailabilitas molekul obat seperti kurkumin. Drug loading kurkumin ke dalam MSN melalui berbagai metode, salah satunya adalah immersion atau perendaman MSN di dalam larutan kurkumin. MSN pada penelitian ini telah dibuat melalui metode sol-gel terlebih dahulu. MSN yang telah disintesis ini kemudian akan di kalsinasi pada suhu 600oC selama 3 jam untuk menghilangkan senyawa pengotor yang tidak diinginkan seperti surfaktan. Selanjutnya, MSN yang telah dikalsinasi akan di fungsionalisasi menggunakan larutan APTES untuk memodifikasi gugus fungsi pada MSN khususnya silanol agar dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi kurkumin. Karakterisasi terhadap MSN dan analisis drug loading dilakukan menggunakan XRD, XRF, BET, FTIR, PSA dan spektofotometer UV-Vis untuk mengetahui pengaruh MSN terfungsionalisasi terhadap kinerja adsorpsi kurkumin ke MSN. Karakterisasi yang dilakukan terhadap nanosilika yang telah dikalsinasi berhasil menghilangkan senyawa surfaktan PVP. Nanosilika sebelum dikalsinasi memiliki karakteristik isotherm mesopori dengan terjadinya peningkatan luas permukaan dan volume pori setelah kalsinasi. Analisis PSA menghasilkan data ukuran partikel sebesar 1,165 dan 1,511 nm dengan nilai PI 0,820 dan 0,812. Kemurnian silika setelah dikalsinasi meningkat menjadi 99,103% dari sebelumnya 98,621% dan diketahui berada dalam fasa amorf. Variasi volume APTES untuk fungsionalisasi nanosilika yaitu 3ml, 9ml dan 15ml; dan berdasarkan hasil karakterisasi gugus N-H maka nanosilika yang berhasil terfungsionalisasi adalah variasi 3ml APTES. Diperoleh %drug loading dan kapasitas pemuatan kurkumin setelah nanosilika terfungsionalisasi meningkat dibandingkan nanosilika tanpa fungsionalisasi. Model isotherm yang sesuai untuk nanosilika dengan fungsionalisasi adalah model isotherm Temkin sedangkan kinetika adsorpsi yang sesuai adalah mengikuti model pseudo orde 2