Annual Report BPPT 2007

PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BIOMATERIAL UNTUK APLIKASI KESEHATAN

Istilah biomaterial mengacu pada material, sintetik atau material alami yang telah diproses, digunakan untuk menggantikan atau menambahkan fungsi jaringan atau organ tubuh manusia (J. W. Boretos and M. Eden, Contemporary Biomaterials, 1984).

Penelitian ini memiliki beberapa fokus kegiatan, yaitu: melakukan uji toksisitas dan biokompatibilitas hidroksiapatit (HA) berbahan dasar mineral alam (batu gamping dan koral), melakukan desain dan pembuatan komponen pelat implan berbasis stainless steel dan melakukan desain proses pembuatan semen tulang Polymethylmethacrylate (PMMA).

Dari beberapa fokus kegiatan tersebut diperoleh hasil uji toksisitas dan biokompatibilitas hidroksiapatit (HA) berbahan dasar mineral alam (batu gamping dan koral) yang menunjukkan bahwa HA yang dihasilkan dalam program ini tidak beracun (non-toxic) dan biokompatibel. Selain itu diperoleh desain dan model fisik komponen pelat implan berbasis stainless steel standar medis, serta kajian karakteristik material semen tulang komersil dan diperolehnya desain proses pembuatan semen tulang PMMA.

Pengembangan HYDROXYAPATITE dengan sumber lokal

Hydroxyapatite Porous

Tujuan :

?Membuat material hydroxyapatite dengan biaya yang kompetitif.

?Menggantikan produk impor.

II.9.1 Teknologi Material untuk Kesehatan

64

Teknologi Material

Annual Report BPPT 2007

Bahan mentah pembuat stainless steel ( buatan PT Aneka Tambang, Pomala-Indonesia)

Tujuan : ?Membuat

produk metal implant dengan biaya yang kompetitif

?Pengganti produk impor

Sasaran: Membuat produk implan dengan bahan lokal alami

FeNi

FeCr

Pelat tulang

Sekrup tulang HIP Prosthesis

65

NANOKOMPOSIT POLIMER BERBASIS LEMPUNG UNTUK APLIKASI BAHAN KEMASAN

Kegiatan ini bertujuan mendapatkan material baru untuk bahan kemasan dari bahan komposit Polimer-Lempung berskala Nano. Produk kemasan yang dihasilkan akan lebih tipis namun mempunyai kekuatan mekanis dan daya barier yang tinggi.

Kegiatan yang dilaksanakan meliputi: Pembuatan Kompon Nanokomposit Polipropilen – Organo Layer Silicate (PP-OLS) dengan menggunakan Twin Screw Mixing Ekstruder dan Single Screw Ekstruder, Melakukan karakterisasi pada kompon PP-OLS, Pembuatan Lembaran Film untuk aplikasi kemasan dengan menggunakan mesin blown film dan melakukan karakterisasi Lembaran Film Nanokomposit.

Hasil karakterisasi terhadap komposit PP-OLS diperoleh peningkatan sifat mekanik dan termal yang lebih baik dari hanya bahan Polipropilen (PP). Sedangkan karakterisasi terhadap film sebagai contoh kemasan dihasilkan peningkatan nilai transparansi 25% dibandingkan plastik film dari Polipropilen.

Pengguna hasil kegiatan ini adalah industri kemasan terutama kemasan fleksibel (flexible packaging).

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MATERIAL UNTUK FUEL CELL

Fuel cell adalah suatu piranti pembangkit yang menghasilkan listrik langsung melalui proses elektrokimia dengan mengkombinasikan gas hidrogen (H2) dan oksigen (O2). Fuel cell diharapkan akan menggantikan ketergantungan kita terhadap bahan bakar minyak dan akan mengurangi bahkan menghilangkan daya rusak emisi-emisi terhadap atmosfir selain itu juga mempunyai efisiensi konversi energi yang sangat tinggi (>50-70%) di atas efisiensi konversi pembangkit konvensional.

Dalam kegiatan ini dilakukan proses pembuatan membrane electrode assembly (MEA) yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi kinerja fuel cell, kemudian dilanjutkan dengan proses stacking, di mana MEA tersusun dalam cell yang ditumpuk dengan perantara graphite bipolar plate untuk mendapatkan daya yang lebih besar.

Penelitian PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) dikembangkan dengan menggunakan 70% komponen lokal. Teknologi nano-komposit membrane mampu mereduksi daya tembus bahan bakar cair 50% sehingga menaikan efisiensi fuel cell. Desain novel-serpentine bipolar plate mengubah desain konvensional sehingga mengurangi water-droplet di permukaan elektroda. Dalam test single PEMFC telah didapat hasil daya yang melebihi produk komersial yaitu 0.9 V/MEA. Stacking 8 cell menghasilkan 7.5 V telah dicapai juga dengan perubahan desain dan proses manufaktur. Dalam proses produksi hidrogen dari metan, separator gas yaitu membran inorganik (Pd/SS) dibuat dengan metode electroless plating yang low-cost dan berefisiensi tinggi.

II.9.2 Teknologi Material untuk Energi

Serpentine bipolar plate

Proses stacking fuel cell

Uji karakteristik fuel cell Uji karakteristik fuel cell pada roda

66

Teknologi Material

Annual Report BPPT 2007

PENGEMBANGAN PRODUK PELAT KUNINGAN (YELLOW ALFA BRASS) UNTUK KEBUTUHAN MUNISI DI DALAM NEGERI

Fokus kegiatan ini pada pengembangan produk lembaran Kuningan untuk kebutuhan munisi yang selama ini kebutuhannya masih impor.

Adapun kegiatan-kegiatan yang telah dilaksanakan adalah sebagai berikut:

?Melakukan perancangan dan pembuatan material balance untuk produk kuningan/brass (70-30% Cu-Zn), dengan 2 jenis sumber (cup brass scrap cs & virgin material cs).

?Pembuatan cetakan slab yang sesuiai dengan dimensi kebutuhan munisi.

?Pelaksanaan proses peleburan dan pemaduan serta pengecoran slab kuningan/brass (70-30% Cu-Zn).

?Pembuatan Standard Operating Procedure (SOP) pembuatan slab.

Sampai dengan akhir tahun anggaran 2007 telah dihasilkan: dokumen teknis material balance, satu set cetakan slab, prototipe slab kuningan (70-30% Cu-Zn), dan SOP peleburan.

Annual Report BPPT 2007

II.9.3 Teknologi Material untuk Hankam

Proses Penuangan

Pengecoran Slab

67

Brass Slab Prototype

PEMANFAATAN LIMBAH POLY ETHYLENE TERAPHTHALATE (PET) UNTUK BAHAN POLIMER KOMPOSIT

Kegiatan ini adalah memanfaatkan limbah botol PET menjadi bahan serat (fiber) pada komposit polimer-polimer, sehingga mampu memperkuat sifat mekanis dari bahan polimer lain serta mengaplikasikannya pada bidang yang sesuai misalnya untuk aplikasi Komponen Otomotif.

Pelaksanaan Kegiatan ini meliputi: Pembuatan komposit polimer dari limbah botol PET dengan matriks High Density Poly Ethylene (HDPE) dan matriks Linear Low Density Poly Ethylene (LLDPE), pembuatan kopling agen Poly Ethylene with grafting maleic anhydride (PE-g-MAH) dan karakterisasinya, Aplikasi kopling agen PE-g-MAH untuk pembuatan komposit PET-LLDPE, Karakterisasi komposit polimer secara mekanik dan kimia.

II.9.4 Teknologi Material untuk Kinerja Tinggi

MATERIAL BAJA KINERJA TINGGI

Material Kinerja tinggi (high performance materials) banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi. Material kinerja tinggi tersebut mempunyai karakteristik mekanis di antaranya lebih ringan, kekuatan yang tinggi, tahan aus, tahan temperatur tinggi dan tahan korosi. Banyak cara yang dilakukan untuk mendapatkan material kinerja tinggi tersebut misalnya dengan penambahan unsur paduan (alloying elements), perlakuan panas (heat treatment) maupun dengan teknologi yang relatif baru yaitu teknologi nano.

Dalam penelitian ini, material kinerja tinggi dibuat melalui mechanical alloying powder metalurgy. Dilakukan riset karakteristik sifat termodinamika material dan sifat mekanis material Fe C pada beberapa tingkat ukuran partikel, hingga ukuran nano.

Data ini selanjutnya digunakan untuk mengatur proses powder metalurgy untuk produksi material kinerja tinggi dari bahan baku nano/mikro powder.

Dari hasil riset diperoleh kesimpulan bahwa pengecilan ukuran partikel dapat merubah karakterisasi sifat dasar dari bahan.

68

Teknologi Material

Annual Report BPPT 2007

Pembinaan Industri Rumah Tangga dan IKM

Telah dihasilkan 5 buah komposisi masaraga stoneware dan kajian awal komposisi massa porselen berbahan tanah Kalimantan dan 5 buah

omassa glasir yang bersuhu matang 1225 – 1250C; sebuah kajian kualitas produk dan teknoekonominya dan 10 buah disain serta prototipe cinderamata keramik dan pelatihan teknis/pembinaan di Wonogiri.

PENGEMBANGAN SENI DAN TEKNOLOGI KERAMIK DAN PORSELEN BALI

Peningkatan Teknologi Proses Produksi untuk IKM Keramik

Kegiatan ini dilaksanakan di IKM Keramik Pejaten, Tabanan-Bali yang bertujuan untuk peningkatan teknologi proses produksi sehingga terjadi diversifikasi produk dari pengrajin genteng/bata press, juga meningkatkan kualitas bahan baku. Kegiatan yang dilaksanakan meliputi: uji coba proses produksi bata dengan memanfaatkan extruder dan wire cut machine; membuat produk/desain baru selain genteng dan bata, yaitu: paving terracotta; pembuatan glasir suhu rendah untuk produk terracotta; pelatihan peningkatan kualitas bahan baku di UPT PSTKP Bali dan uji coba pembuatan bata tahan api dengan bahan baku slag.

Kegiatan ini telah menghasilkan desain paving terracotta; 1 (satu) unit mesin extruder dan wire cut machine; 3 (tiga) buah komposisi glasir terracota dan pelatihan teknis peningkatan kualitas bahan baku keramik.

Peningkatan Kualitas Produk dan Kapasitas Produksi Gerabah Desa Penujak

Kegiatan ini di samping untuk meningkatkan kualitas produk gerabah desa Penujak-Lombok juga melakukan peragaman desain dan dekorasi; juga meningkatkan kapasitas produk. Kegiatan yang dilaksanakan telah menghasilkan dua buah komposisi massa badan stoneware berbahan mentah tanah Penujak putih bersuhu matang

o1225C yang dibentuk dengan teknik putar beserta penghitungan harga pokoknya; sebuah komposisi massa badan gerabah beserta penghitungan harga pokoknya dan peralatan proses produksi berupa dua buah mixer (blunger), sebuah potmill dan tiga buah handwhell.

Produk keramik seni dan contoh massa bodi dan glasir

II.9.5 Teknologi Material Keramik untuk Seni

Produk stoneware berbasis tanah Penujak

Annual Report BPPT 2007 69

Stuktur Fe asli maks 10 mikron (perbesaran 15.000 X) Hasil Milling 150 jam Fe (perbesaran 15.000 X)