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
Top Related