Superhydrophobic Antibacterial Coating Berbasis Ekstrak Aloe vera, Silika Mikropartikel (SMP), dan PDMS untuk Kertas Kemasan Makanan.

Abstract

Indonesia menghadapi tantangan besar dalam mengelola limbah plastik dari kemasan makanan sekali pakai, yang menyumbang 19,71% dari total sampah yang tidak terkelola, setara dengan 13.568 ton per tahun. Kertas, dengan sifatnya yang dapat terurai secara hayati dan ketersediaannya yang melimpah, menjadi alternatif menjanjikan; namun, sifatnya yang hidrofilik memerlukan modifikasi permukaan untuk meningkatkan sifat tahan air dan ketahanan terhadap mikroba. Penelitian ini mengembangkan pelapis superhidrofobik antibakteri untuk kertas food grade dengan mengombinasikan silika mikropartikel (SMP), polydimethylsiloxane (PDMS), dan ekstrak Aloe vera (Eav). SMP disintesis menggunakan metode top-down ball milling, sedangkan Eav diperoleh melalui maserasi etanol, mengandung senyawa bioaktif utama berupa anthraquinone (aloesin, aloe-emodin), flavonoid (luteolin 6,8-di-C-glucoside), aloin, dan saponin. Karakterisasi Fourier Transform Infrared (FTIR) mengonfirmasi keberadaan gugus fungsi khas dari PDMS, silika, dan senyawa bioaktif Aloe vera, menandakan keberhasilan fungsionalisasi. Pelapisan diaplikasikan pada empat jenis substrat kertas (HVS, art paper, MG glossy, MG non-glossy) menggunakan teknik bar coating. Pengukuran Water Contact Angle (WCA) dan Water Sliding Angle (WSA) menunjukkan bahwa formulasi SMP/PDMS pada kertas MG non-glossy mencapai superhidrofobisitas optimal dengan WCA >150° dan WSA <10°, menandakan sifat tolak air yang unggul. Uji ketahanan mekanik (bend dan scratch) memperlihatkan bahwa lapisan SMP/PDMS mempertahankan stabilitas hidrofobik setelah beberapa siklus deformasi, terutama pada kertas MG non-glossy dan HVS. Penambahan Aloe vera menurunkan WCA akibat sifat hidrofilik senyawa bioaktifnya, namun tetap mempertahankan superhidrofobisitas pada substrat tertentu, sementara PDMS/Eav menghasilkan WSA terendah yang menunjukkan mobilitas tetesan air lebih tinggi. Uji antibakteri terhadap Escherichia coli menunjukkan daya hambat rendah pada semua variasi, kemungkinan karena terbatasnya pelepasan senyawa aktif dari matriks PDMS. Uji biodegradabilitas mengonfirmasi bahwa pelapis tetap mudah terurai di lingkungan, mendukung keberlanjutan aplikasi kemasan.Kata kunci: superhidrofobik, polydimethylsiloxane (PDMS), silika mikropartikel, Aloe vera, Water Contact Angle (WCA), Water Sliding Angle (WSA), kemasan ramah lingkungan.