Inspirasi dari Kerang

Anda pasti pernah makan kerang.

yang menempel pada karang di laut? Tahukah anda mengapa kerang dapat dengan kuat

menempel pada karang tersebut meskipun berada dalam air? Jawabannya terletak pada

jenis senyawa kimia yang dihasilkan oleh kera

Hingga saat ini, teknologi

mampu menyaingi teknologi yang secara alami dimiliki oleh kerang. Kerang ma

menempel pada permukaan karang di laut dikarenakan adanya protein

diproduksi oleh kerang. Protein ad

amino turunan tirosin dengan gugus fungsi katekol.

kerang dapat menempel dengan sangat kuat pada permukaan karang melalui berbagai

mekanisme seperti pembentukan komplek dengan

proses ikatan kovalen cross-linking.

A. Kerang; B. kopolimer poli[(3,4

Inspirasi dari Kerang

Anda pasti pernah makan kerang. Tetapi pernahkah anda memperhatikan

yang menempel pada karang di laut? Tahukah anda mengapa kerang dapat dengan kuat

a karang tersebut meskipun berada dalam air? Jawabannya terletak pada

jenis senyawa kimia yang dihasilkan oleh kerang itu sendiri.

Hingga saat ini, teknologi bahan perekat (lem) yang dibuat oleh manusia belum

teknologi yang secara alami dimiliki oleh kerang. Kerang ma

mukaan karang di laut dikarenakan adanya protein

diproduksi oleh kerang. Protein adesif ini kaya akan kandungan L-DOPA,

dengan gugus fungsi katekol. Adanya gugus fungsi katekol inilah

kerang dapat menempel dengan sangat kuat pada permukaan karang melalui berbagai

pembentukan komplek dengan ion logam (senyawa koordinasi)

linking.

kopolimer poli[(3,4-dihidroksistirena)-co-stirena]; C. PEG

D. Antifouling Peptida

perhatikan kerang

yang menempel pada karang di laut? Tahukah anda mengapa kerang dapat dengan kuat

a karang tersebut meskipun berada dalam air? Jawabannya terletak pada

yang dibuat oleh manusia belum

teknologi yang secara alami dimiliki oleh kerang. Kerang mampu

mukaan karang di laut dikarenakan adanya protein adesif yang

DOPA, suatu asam

danya gugus fungsi katekol inilah

kerang dapat menempel dengan sangat kuat pada permukaan karang melalui berbagai

(senyawa koordinasi) atau

; C. PEG-DOPA;

Kemampuan kerang menempel pada karang menginspirasi para ilmuwan untuk

menghasilkan perekat (lem) yang tahan akan air (underwater adhesive). Dengan

meniru strategi L-DOPA yang digunakan oleh kerang, ilmuwan berhasil menciptakan

perekat berbasis polimer dengan gugus fungsi katekol. Polimer digunakan sebagai

pengganti rantai peptida pada kerang, sementara gugus katekol digunakan sebagai

penguat daya rekat.

Ilmuwan dari Universitas Purdue Amerika serikat misalnya, mereka mensintesis

polimer yang mengandung gugus katekol dengan menggunakan monomer stirena dan

3,4-dihidroksistirena menghasilkan suatu kopolimer poli[(3,4-dihidroksistirena)-co-

stirena]. Metode ini diklaim sebagai metode yang mudah dan murah namun mampu

menghasilkan adesif dalam jumlah yang besar. Sementara itu, ilmuan dari Universitas

California Santa Barbara mendesain zat perekat dengan menggunakan polietilenaglikol

(PEG) sebagai pengganti rantai peptida dan menggabungkan molekul DOPA pada

ujung-ujung rantai PEG. Dengan memanfaatkan sifat pembentukan senyawa koordinasi

Fe-katekol, metode ini menghasilkan perekat yang mampu dikontrol dengan mengatur

pH larutan, dimana daya rekat optimal pada pH>8 (pH air laut). Selain menggunakan

pH untuk mengontrol daya rekat lem, ilmuwan juga mampu menghasilkan perekat yang

responsif terhadap cahaya. Ilmuwan dari Max-Planck-Institute Jerman, menggunakan

senyawa nitrokatekol sebagai sumber gugus katekol. Nitrokatekol merupakan kelompok

senyawa yang tersedia secara alami seperti nitrodopamin dan nitronorepineprin.

Keduanya terlibat dalam metabolism NO dan proses signal sel neuron. Gugus o-

nitrophenil etil pada nitrodopamin merupakan gugus yang sensitif terhadap sinar

menghasilkan pemutusan ikatan, sementara gugus katekol menyediakan daya rekat

melalui proses koordinasi logam-katekol atau kovalen cross-linking. Akibatnya, rantai

polimer yang berikatan dengan nitrodopamin akan mengalami depolimerisasi dan

mengakibatkan daya rekat menghilang ketika dikenai sinar.

Inspirasi yang berasal dari kemampuan kerang menempel pada setiap

permukaan material tidak hanya terbatas untuk menghasilkan lem yang mengandung

L-DOPA dan molekul sejenisnya. Inovasi berlanjut hingga menghasilkan senyawa yang

digunakan untuk melapisi suatu permukaan sehingga mencegah terbentuknya koloni

mikroba dan fungi atau yang dikenal dengan antifouling surface. Kelompok peneliti di

Universitas Northwestern berhasil mensintesis polimer antifouling dengan

memanfaatkan peptida mengandung L-DOPA yang berikatan dengan antifouling

peptida, poliglisin yang tersubstitusi, N-metoksietil.

Skema polimerisasi dan depolimerisasi nitrodopamin