Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanan tersebut. Seperti akan dijelaskan berikutnya, cairan sederhana (biasa) dapat dijelaskan dalam istilah viskositas absolute. Akan tetapi, sifat-sifat reologi dispersi heterogen lebih kompleks dan tidak dapat dinyatakan dengan suatu nilai tunggal. (Martin, farmasi fisika dan ilmu farmasetika, edisi 5,hal 706)

Prinsip dasar rheologi telah digunakan untuk meneliti cat, tinta, berbagai adonan, bahan-bahan untu pembangunan jalan, kosmetik, produk hasil peternakan serta bahan-bahan lain. Pemahaman tentang viskositas cairan, larutan, dan system koloid baik yang encer maupun yang pekat, mempunyai nilai praktis dan teoritis. Scott-Blair mengenali pentingnya rheologi dalam dunia farmasi dan analisis produk-produk farmasi seperti emulsi, pasta, dan lotion untuk obat dan kosmetik harus mampu memproduksi produk yang mempunyai konsistensi dan kelembutan yang dapat diterima oleh pemakai krim tersebut dan juga harus sanggup memproduksi kembali sediaan dengan kualitas yang sama untuk setiap bets. Dalam banyak industri, seorang yang terlatih dan sangat berpengalaman dalam menangani bahan-bahan dalam proses secara periodik selama pembuatan untuk menentukan “rasa” (kelembutan) dan “struktur fisik” serta memutuskan konsistensi yang tepat. Akan tetapi, variabilitas pada pengujian subjektif seperti ini pada waktu yang berbeda dan berbagai kondisi lingkungan yang berbeda memang sudah jelas diketahui. Keberatan yang lebih serius, dilihat dari sudut ilmiah, ialah gagalnya uji subjektif ini untuk membedakan berbagai sifat yang membentuk konsistensi total produk tersbut. Jika masing-masing karakteristik fisik ini digambarkan dan dipelajari secara objektif sesuai dengan metode analitik rheologi, dapat diperoleh informasi yang berharga untuk digunakan dalam memformulasi produk-produk farmasi yang lebih baik. Rheologi terlibat dalam pencampuran dan aliran bahan-bahan, pengemasan bahan-bahan ke dalam wadah, dan pemindahan sebelum penggunaannya, apakah dicapai dengan penuangan dari botol, pengeluran dari tube, atau pelewatan melalui sebuah jarum suntik. Rheologi suatu produk tertentu, yang konsistensinya dapat berkisar dari cair ke semipadat sampai ke padatan, dapat mempengaruhi penerimaan pasien, stabilitas fisika, dan bahkan ketersediaan hayati. Sebagai contoh, viskositas telah tebukti mempengaruhi laju obat dari saluran gastrointestinal.

Sistem NewtonNewton adalah orang pertama yang mempelajari sifat-sifat aliran cairan secara kuantitatif. Dia menemukan bahwa makin besar viskositas suatu cairan, makin besar pula gaya per satuan luas (tegangan geser) yang diperlukan untuk menghasilkan suatu laju geser tertentu. Laju geser diberi lambang G . Oleh sebab itu, laju geser harus berbanding langsung dengan tegangan geser, atau

Tipe Aliran/ Sifat alir

1. Sistem NewtonCairan yang mengikuti hukum Newton viskositasnya tetap pada suhu & tekanan tertentu dan tidak tegantung pada kecepatan geser. Oleh karena itu viskositasnya dapat ditentukan pada satu kecepatan geser saja dengan menggunakan viscometer kapiler atau bola jatuh. Sifat alir ini dimiliki untuk cairan-cairan murni dan beberapa larutan zat (larutan gula, sorbitol, gliserin, minyak jarak, kloroform,air, dll) 2. Sistem non-NewtonViskositasnya tidak mengikuti hukum newton (berubah pada setiap kecepatan geser sehingga tidak ada viskositas absolute). Untuk melihat sifat alirnya, dilakukan pengukuran pada beberapa kecepatan geser. Non-newton bodies adalah zat-zat yang tidak mengikuti persamaan aliran newton; dispersi heterogen cairan dan padatan seperti larutan koloid, emulsi, suspensi cair, salep, dan produk-produk serupa. Berdasarkan grafik sifat aliran atau rheogramnya, cairan non-newton terbagi menjadi dua kelompok, yaitu:

A. Cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi oleh waktu

a. Aliran PlastisKurva aliran plastis tidak melalui titik asal (0,0), tapi memotong sumbu tegangan geser (atau akan memotong, jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik yang dikenal sebagai yield value. Badan Bingham tidak akan mengalir sampai tegangan geser yang berkaitan dengan yield value terlampaui. Pada tegangan di bawah yield value, zat bertindak sebagai bahan elastis. Ahli reologi menggolongkan badan Bingham, yaitu zat-zat yang memperlihatkan yield value, sebagai padatan, sedangkan zat-zat yang mulai mengalir pada tegangan geser terkecil dan tidak memperlihatkan yield value didefinisikan sebagai cairan. Yield value merupakan sifat penting dari dispersi-dispersi tertentu.

b. Aliran PseudoplastisViskositas zat pseudoplastis berkurang dengan meningkatnya laju geser. Viskositas nyata (apparent viscosity) dapat diperoleh pada setiap nilai laju geser, yaitu dari kemiringan garis singgung kurva pada titik tertentu. Akan tetapi, penggambaran terbaik untuk bahan pseudoplastis kemungkinan adalah plot grafik kurva konsistensi secara keseluruhan. Kurva konsistensi untuk bahan pseudoplastis mulai pada titik (0,0), atau paling tidak mendekatinya pada rate of shear rendah. Akibatnya berlawanan dengan badan Bingham, tidak ada yield value. Tapi, karena tidak ada bagian kurva yang linear, maka tidak dapat menyatakan uji viskositas dari suatu bahan pseudoplastis dengan suatu harga tunggal. Aliran pseudoplastis disebut juga dengan shear thinning system. Contoh dari aliran pseudoplastis: dispersi cair dari tragakan, Na alginat, metil selulosa, CMC Na.

c. Aliran Dilatan

Tipe aliran ini merupakan kebalikan dari tipe yang dimiliki oleh system pseudoplastis. Sementara bahan pseudoplastis sering kali dikenal sebagai “sistem geser pencair (shear-thinning system)”, bahan dilatan sering kali diberi istilah “sistem geser pemekat (shear thickening system)”. Jika tegangan dihilangkan, suatu sistem dilatan kembali ke keadaan fluiditas asalnya.· Viskositas betambah dengan bertambahnya kecepatan geser· Zat yang mempunyai sifat alir dilatan adalah suspensi suspensi yang berkonsentrasi tinggi (kira-kira 50% atau lebih) dari partikel partikel yang mengalami deflokulasi.· Viskositas dinyatakan pada Rpm tertentu.Aliran Newton dan Non Newton dapat ditentukan nilai viskositasnya dengan menggunakan Viskometer Stormer atau Brookfield

B. Cairan yang sifat alirnya dipengaruhi oleh waktu kelompok ini terdiri dari

1. Aliran tiksotropiTiksotropi dapat didefinisikan sebagai “suatu pemulihan isotherm dan relative lambat pada pendiaman suatu bahan yang kehilangan kosistensinya karena pemberian geser (shearing)”. Tiksotropi hanya dapat diterapkan untuk sistem geser pencair. Sistem tiksotropi biasanya mengandung partiel partikel asimetris yang melalui berbagai titik kontak, menyusun suatu jejaring tiga dimensi diseluruh sampel.· Kurva momentum berada disebelah kiri menaik· Rheogram yang dapat dari bahan tiksotropi sangat bergantung pada laju yang meningatkan dan mengurangi shear serta lamanya waktu sampel tersebut mengalami rate of shear· Tiksotropi negative atau anti tiksotropi merupakan kenaikan bukan pengurangan kosistensi pada kurva menurun

2. Aliran rheopeksiRheopeksi adalah suatu gejala dimana suatu sol membentuk suatu gel. Lebih cepat jika di aduk perlahan-lahan atau kalau di shear dari pada jika dibiarkan membentuk gel tersebut tanpa diaduk.· Kurva menurun ada di sebelah kanan kurva menaik· Bila ada penggosokan perlahan-lahan dan teratur mempercepat pemadatan di suatu sistem dilatan ( cairan dilatan bila dikocok terus-menerus akan menjadi rheopeksi)

3. Aliran Visko ElastisPengukuran viskoelastis berdasarkan pada sifat-sifat mekanis bahan yang memperlihatkan sifat kekentalan cairan dan sifat elastis padatan. Kebanyakan sistem-sistem yang diselidiki dalam bidang farmasi termasuk dalam kelas ini, contoh: krim, lotion , salep, suppositoria, suspense, disperse koloid, pengemulsi, serta zat pensuspensi.

Alat untuk menegukur viskositas dan heologi suatu zat disebut viskometer. Ada 2 jenis viscometer, yaitu :1. Viskometer satu titikViskometer ini hanya dapat dilakukan untuk menentukan viskositas cairan Newton. Yang termasuk ke dalam jenis ini adalah viscometer kapiler viscometer bola jatuh, penetrometer, dan lain-lain.2. Viskometer banyak titikViskometer ini dapat digunakan untuk menentukan viskositas dan rheologi cairan Newton dan Non Newton. Yang termasuk ke dalam jenis ini adalah viscometer Stormer, Brookfield, Dll. (Martin, farmasi fisika dan ilmu farmasetika, edisi 5,hal 717)

Martin, Alfred dkk. 1990, Farmasi Fisika edisi ketiga, Jakarta: UI-PressJ.Sinko, Patrick. 2012, Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika, Jakarta: EGCAnsel, H.C. (2005). Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Edisi keempat. Jakarta.UI Press.