KARAKTERISASI BIOKOMPOSIT APATIT-KITOSAN DENGAN XRD (X-RAY DIFFRACTION),FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRARED), SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPY) DAN UJI MEKANIK
ROBIATUH SAMSIAH
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
ABSTRAK ROBIATUH SAMSIAH. Karakterisasi Biokomposit Apatit-Kitosan Dengan XRD (X-Ray Diffraction), FTIR (Fourier Transform Infrared), SEM (Scanning Electron Microscopy) Dan Uji Mekanik. Dibimbing oleh Dr. KIAGUS DAHLAN dan Dr. AKHIRUDDIN MADDU. Material komposit adalah kombinasi dua atau lebih fasa material, baik secara makro atau mikro yang berbeda bentuk atau komposisi kimianya untuk memperoleh kesetimbangan sifat yang digunakan dalam aplikasi yang luas. Penggunaan cangkang telur sebagai starting material pembuatan kalsium fosfat dan kitosan sebagai bahan biopolimer, diharapkan mampu memberikan kemudahan dan nilai ekonomis bagi masyarakat yang nantinya membutuhkan produk dari biomaterial untuk kesehatan. Modifikasi dilakukan dengan presipitasi secara insitu yakni penambahan kitosan dilakukan sebelum presipitasi dan eksitu yakni penambahan kitosan dilakukan setelah presipitasi selesai. Karakterisasi XRD memberikan pola bahwa pada semua sampel telah terbentuk apatit dengan puncak yang muncul didominasi oleh puncak HAp, penambahan kitosan memunculkan puncak kitosan dibeberapa sudut dengan intensitas rendah dan menurunkan derajat kristalinitas sampel. FTIR memberikan hasil bahwa dengan penambahan kitosan muncul gugus fungsi milik amina dan amida yang overlapping dengan gugus fungsi OH dan CO3 milik apatit. Secara morfologi yang terlihat dari hasil SEM, penambahan kitosan menjadikan sampel yang awalnya berpori kecil halus dan datar menjadi berbentuk granula kasar. Hasil EDXA menunjukkan rasio Ca/P sampel menjadi lebih besar daripada 1.67. Hasil uji kekerasan menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan kitosan pada sampel meningkatkan nilai kekerasan sampel. Artinya sifat apatit yang getas dan mudah patah berubah menjadi lebih ulet tidak rapuh lagi, sehingga memudahkan dalam proses desain. Massa biokomposit apatit-kitosan yang dihasilkan lebih besar dibandingkan massa apatit (kontrol), hal ini karena adanya penambahan dari massa kitosan.
Kata kunci: komposit, apatit, kitosan, XRD, FTIR, SEM, uji mekanik, massa
KARAKTERISASI BIOKOMPOSIT APATIT-KITOSAN DENGAN XRD (X-RAY DIFFRACTION), FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRARED), SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPY) DAN UJI MEKANIK
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
ROBIATUH SAMSIAH
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
Judul : Karakterisasi Biokomposit Apatit-Kitosan dengan XRD (X-Ray Diffraction), FTIR (Fourier Transform Infrared), SEM (Scanning Electron Microscopy) dan Uji Mekanik Nama : Robiatuh Samsiah NRP : G74050314
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Kiagus Dahlan NIP. 19600507 198703 1 003
Dr. Akhirudin Maddu NIP.19660907 1998021 1 006
Mengetahui : Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr.Drh.Hasim, DEA NIP. 19610328 198601 1 002
Tanggal Lulus:
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir pada tanggal 11 April 1986 di Kuningan, Jawa Barat sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Jasmat dan Darni. Penulis mengenyam pendidikan mulai dari TK. Bougenvill XI (1992 – 1993), yang dilanjutkan ke SDN Cikaduwetan 1 (1993 – 1999), selanjutnya ke SLTPN 1 Luragung (1999 – 2002), dan dilanjutkan ke SMAN 1 Kuningan (20022005). Pada tahun 2005 penulis lulus SMU dan ditahun yang sama diterima masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Tingkat 2 masuk mayor Fisika FMIPA IPB untuk pendidikan sarjana strata satu (S1). Selama menempuh pendidikan di IPB, penulis sempat aktif di BEM TPB 42 Bendahara Departemen Kewirausahaan (2005-2006), staf Departemen Sosial BEM FMIPA (2006 – 2007), Sekertaris Departemen Kastrad BEM FMIPA (2007-2008), serta pernah menjadi panitia di beberapa kegiatan seperti Bendahara Danus SHOOT 43, PJK ANGKASA (2006), Bendahara GALAKSI (2007), staf Acara G-Force 43 dan Welcome Ceremony Physics 43 (2007), Co. Acara Kompetisi Fisika PESTA SAINS (2007), PJK G-Force 44 dan PJK Welcome Ceremony Physics (2008), staf acara Seminar Nasional Reaktualisasi Tradisi Ilmiah Islam dan Bedah Buku Ayat-Ayat Semesta (2008), Co. Konsumsi GLG (Great Leadership Generation) FMIPA (2008), Sekertaris TRICOMA KASTRAD BEM G (2008) dan yang terakhir SG G-Force 45 (2009)
KATA PENGANTAR Tiada lagi untaian kata yang paling bermakna selain puji syukur kehadirat Allah SWT yang atas ridhanya penulis mampu menyelesaikan skripsi yang berjudul Karakterisasi Biokomposit ApatitKitosan dengan XRD (X-Ray Diffraction), FTIR (Fourier Transform Infrared), SEM (Scanning Electron Microscopy) dan Uji Mekanik ini. Tak lupa shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada kekasih Allah Muhammad SAW pahlawan revolusioner Islam. Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada mayor Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Tersusunnya skripsi ini tidak luput dari bantuan banyak pihak. Penulis hanya mampu menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Kiagus Dahlan sebagai pembimbing 1 yang telah meluangkan waktu untuk mendengarkan konsultasi, memberikan masukan dan ilmunya serta semangat dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Akhiruddin Maddu M.Si sebagai pembimbing 2 yang telah memberikan banyak masukan dan bimbingannya 3. Dosen penguji Bapak Dr. Irmansyah dan Bapak Dr. Agus Kartono, terima kasih atas segala masukkanya 4. Bapak dan Mimi yang telah memberikan banyak kepercayaan untuk menyelesaikan studi ini, D’Leni dan Fadil yang memberikan banyak inspirasi, terima kasih atas semua kasih sayang semua keluarga di Kuningan. 5. Dosen-dosen Fisika yang telah mengantarkan sekian banyak ilmu hingga saat terakhir di departemen. Staf dan pegawai di departemen Fisika terima kasih atas bantuan dan kerja samanya selama ini. 6. Bapak Sulis, Bapak Dadang, Bapak Didik, Bapak Wawan, Bapak Eko, Ibu Titis terima kasih atas kerjasama dan bantuannya selama karakterisasi sampel 7. Ibu Yessi dan Teh Tia yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan serta motivasi selama pengerjaan penelitian ini 8. Astri dan Cucu yang telah menjadi tumpahan segala keluhan selama di departemen, Ais yang banyak memberikan masukan selama penelitian 9. Teman-teman Fisika 42 dengan segala keunikkannya, terima kasih atas kebersamaan, canda tawa selama 3 tahun perjuangan kita di Mayor Fisika. Adik-adik Fisika 43 dan 44 terima kasih atas kebersamaan dan doanya. 10. Teman-teman Himarika 42 dan Pondok Mimosa : M’Shanti, Lela,Titi dan Tiwi. Terima kasih atas kebersamaan selama 4 tahun di IPB. 11. Adik-adikku tersayang di Kastrad Mania : Deni, Dedi, Izzan, Joni, Mita, Vandra dan Hani 12. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu per satu disini. Penulisan skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, sehingga saran dan masukkan dari berbagai pihak semoga dapat memyempurnakan kekurangan yang ada, sehingga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi yang membaca.
Bogor , Juli 2009
ROBIATUH SAMSIAH
i
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ......................................................................................................................
i
DAFTAR ISI ....................................................................................................................................
ii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................................................
vi
1. PENDAHULUAN ........................................................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ..................................................................................................................
1
1.2. Tujuan Penelitian ................................................................................................................
2
1.3. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................................................
2
2. TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................................................
2
2.1. Cangkang Telur ..................................................................................................................
2
2.2. Mineral Tulang ...................................................................................................................
2
2.3. Mineral Apatit ....................................................................................................................
3
2.4. Hidroksiapatit .....................................................................................................................
3
2.5. Kitosan .................................................................................................................................
3
2.6. Biopolimer Apatit-Kitosan .................................................................................................
4
2.7. XRD ....................................................................................................................................
4
2.8. FTIR ...................................................................................................................................
5
2.9. SEM ....................................................................................................................................
6
2.10. Uji Mekanik ......................................................................................................................
6
3. BAHAN DAN METODE .............................................................................................................
7
3.1. Bahan dan Alat ...................................................................................................................
7
3.2. Metode Penelitian ...............................................................................................................
7
3.2.1 Kontrol ......................................................................................................................
7
3.2.2. Insitu .........................................................................................................................
7
3.2.3. Eksitu .......................................................................................................................
8
3.2.4. Karakterisasi dengan XRD .......................................................................................
8
3.2.5. Karakterisasi dengan FTIR ......................................................................................
8
3.2.6. Karakterisasi dengan SEM ........................................................................................
8
3.2.7. Karakterisasi dengan Uji Mekanik ...........................................................................
8
4. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................................................
9
4.1. Hasil ...................................................................................................................................
9
4.1.1. Difraksi Sinar-X Sampel ...........................................................................................
9
4.1.2. FTIR sampel ..............................................................................................................
11
4.1.3. Morfologi dan EDXA sampel ....................................................................................
13
4.1.4. Kekerasan sampel .....................................................................................................
14
4.1.5. Massa biokomposit .....................................................................................................
14
4.2. Pembahasan ........................................................................................................................
14
ii
4.2.1. Analisis hasil XRD .....................................................................................................
14
4.2.2. Analisis hasil FTIR.....................................................................................................
15
4.2.3. Analisis morfologi dan EDXA ..................................................................................
15
4.2.4. Analisis uji kekerasan Vickers ....................................................................................
16
4.2.5. Analisis massa biokomposit .......................................................................................
16
5. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................................................
17
5.1. Simpulan ..............................................................................................................................
17
5.2. Saran ...................................................................................................................................
17
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................
17
LAMPIRAN
................................................................................................................................... 19
iii
DAFTAR GAMBAR
1. Skema struktur kristal hidroksiapatit ..............................................................................................
3
2. Formasi Kitosan dari Kitin ............................................................................................................
3
3. Struktur Kitin dan Kitosan ...........................................................................................................
3
4. Skema kerja difraksi sinar-X ........................................................................................................
5
5. Skema Difraksi Sinar-X berdasarkan hukum Bragg .......................................................................
5
6. Skema kerja Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) ....................................................
6
7. Skema kerja dari SEM (Scanning Electron Microscopy) .............................................................
6
8. Skema Uji Vickers ........................................................................................................................
7
9. Pola XRD Kitosan Murni .............................................................................................................
9
10. Pola XRD A1 (Kontrol 1) .............................................................................................................
9
11. Pola XRD A2 (Kontrol 2).............................................................................................................
9
12. Pola XRD B1 (Insitu 1) ..............................................................................................................
9
13. Pola XRD B2 (Insitu 2) ...............................................................................................................
9
14. Pola XRD C1 (Eksitu 1) .............................................................................................................
9
15. Pola XRD C2 (Eksitu 2) .............................................................................................................
9
16. Pola FTIR Kitosan murni
.........................................................................................................
12
17. Pola FTIR Kontrol 1 (A1) ..........................................................................................................
12
18. Pola FTIR Kontrol 2 (A2) ..........................................................................................................
12
19. Pola FTIR Insitu 1 (B1) ..............................................................................................................
12
20. Pola FTIR Insitu 2 (B2) ..............................................................................................................
12
21. Pola FTIR Eksitu 1 (C1) .............................................................................................................
12
22. Pola FTIR Eksitu 2 (C2) ...............................................................................................................
13
23. Morfologi Sampel Kontrol ........................................................................................................
13
24. Morfologi Kitosan murni ............................................................................................................
13
25. Morfologi Sampel Insitu ............................................................................................................
13
26. Morfologi Sampel Eksitu ...........................................................................................................
13
iv
DAFTAR TABEL
1. Kandungan unsur mineral dalam tulang .......................................................................................
3
2. Kode Sampel ...............................................................................................................................
8
3. Derajat kristalinitas sampel ............................................................................................................
10
4. Ukuran kristal sampel .....................................................................................................................
10
5. Parameter kisi sampel .....................................................................................................................
10
6. Pola pita absorpsi sampel hasil FTIR ...........................................................................................
11
7. Derajat belah spektra FTIR ...........................................................................................................
13
8. Rasio Molaritas Ca/P Sampel .........................................................................................................
14
9. Nilai kekerasan sampel ...................................................................................................................
14
v
DAFTAR LAMPIRAN 1. Diagram Alir Penelitian ................................................................................................................
20
2. Komposisi Bahan yang Digunakan untuk Menghasilkan Sampel ..................................................
21
3. Proses Pembuatan Sampel ..............................................................................................................
22
4. Metode Presipitasi Sampel .............................................................................................................
24
5. Data JCPDS (a) HAp, (b) AKA, (c) AKB, (d) OKF .....................................................................
25
6. Probabilitas Fasa Sampel ................................................................................................................
27
7. Perhitungan Parameter Kisi Sampel ...............................................................................................
36
8. Perhitungan Ukuran Kristal Sampel ...............................................................................................
42
9. Komposisi Unsur-Unsur dalam Sampel Hasil Karakterisasi EDXA ..............................................
43
vi
1
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang Biomaterial didefinisikan sebagai bahan inert yang diimplantasikan ke dalam sistem hidup sebagai pengganti fungsi dari jaringan hidup dan organ [1]. Perkembangan teknologi biomaterial telah diperkenalkan sejak awal tahun 1900an yakni dalam implantasi plat tulang untuk menstabilkan tulang dan mempercepat penyembuhan. Biomaterial diartikan juga sebagai suatu material baik bersifat alami maupun buatan (sintetis) yang digunakan dalam sistem biologi dengan tujuan untuk memperbaiki (repair), memulihkan (restore) atau mengganti (replace) jaringan yang rusak atau sebagai interface dengan lingkungan fisiologis [2]. Di Indonesia, kebutuhan akan biomaterial dalam bidang medis untuk berbagai keperluan terus meningkat. Hal ini antara lain disebabkan oleh meningkatnya berbagai kasus penyakit yang memerlukan adanya graft tulang seperti penyakit kanker tulang, penyakit periodontitis, trauma pada mata, patah tulang, dan lain-lain. Selain itu, berbagai bencana alam, kecelakaan kerja serta meningkatnya kasus ledakan bom menimbulkan luka bakar yang serius pada korban, semua ini memerlukan penanganan yang komprehensif serta memerlukan pembalut luka dalam jumlah cukup. Selain itu produk biomaterial yang ada di Indonesia merupakan produk impor dengan harga yang sangat mahal. Menurut laporan yang diterbitkan pada tahun 1995 oleh Institut Material London mengasumsikan pasar dunia untuk biomaterial sekitar $12 miliar per tahun [3] Untuk menangani kerusakan pada tulang, maka dibutuhkan suatu material yang tepat untuk implantasi tulang. Pemilihan biomaterial yang tepat sangat diperlukan dalam proses implantasi. Tentunya biomaterial yang dipilih adalah yang mudah diperoleh, biokompatibel atau sesuai dengan jaringan keras dalam komposisi dan morfologi, bioaktif dan tidak toksik [4]. Adanya keterbatasan dalam setiap material, memicu perkembangan riset di bidang biomaterial. Hingga saat ini studi mengenai biomaterial terus berkembang, terutama material hidroksiapatit (HAp) yang merupakan senyawa mineral dan anggota kelompok mineral apatit dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2 sebagai tulang sintesis. HAp memiliki beberapa sifat yang menonjol yakni berpori, terserap ulang (reasorpsi), bioaktif,
tidak korosi, inert dan tahan aus, namun HAp juga memiliki beberapa sifat yang kurang baik yakni getas dan mudah patah. Sifat tersebut memberikan kendala dalam proses desain. HAp sintetik yang akan diaplikasikan dalam bidang medis harus mempunyai kemampuan untuk menyesuaikan dengan kecocokan tubuh penerima (biokompatibel) dan mempunyai karakter yang dapat menyatu dengan tulang manusia atau matriksnya (bioaktif). Studi yang dilakukan tidak hanya upaya untuk memperbaiki kekurangan dari sifat HAp sendiri namun dilakukan juga pemilihan starting material dalam pembuatan kalsium fosfat yang paling ekonomis. Cangkang telur mengandung sebagian besar kalsium karbonat. Kalsium dari cangkang telur dapat digunakan sebagai starting material dalam pembuatan kalsium fosfat. Maka limbah cangkang telur menjadi pilihan yang paling ekonomis saat ini. Pendekatan terhadap karakter alamiah tulang membutuhkan adanya modifikasi mineral apatit sehingga membentuk suatu komposit. Modifikasi ini untuk mengoptimalkan sifat mekanik dan proses remodeling tulang. Lebih lanjut lagi penggunaan matriks diharapkan mampu mempercepat proses mineralisasi apatit dalam tubuh. Sebagai pendekatan pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan matriks polimer. Matriks polimer yang digunakan dalam pembuatan komposit harus bersifat bioaktif, biodegradabel, biokompatibel dan tidak toksik. Matriks polimer dari bahan alami yakni kitosan diharapkan mampu meningkatkan bioaktivitas, biokompatibel dan sifat mekanik komposit. Sifat getas dan mudah patah dari HAp diharapkan dapat dihilangkan dengan penggunaan kitosan sebagai biopolimer. Modifikasi dilakukan dengan presipitasi prekursor secara insitu dan eksitu. Penggunaan metode presipitasi diharapkan dapat menghasilkan biokompoit apatit-kitosan dalam fasa campuran amorf kristal sehingga memberikan kesempatan adanya konversi menjadi kristal secara alami Kitosan adalah biopolimer alam, berpotensi dalam rekayasa jaringan. Kitosan banyak terdapat di alam salah satunya dari kepiting atau udang. Penggunaan limbah cangkang telur dan kitosan memiliki nilai yang sangat ekonomis, karena kedua bahan ini merupakan limbah yang tidak digunakan namun masih dapat dimanfaatkan dan jumlahnya pun sangat melimpah. Dalam penelitian berbasis bahan alam yakni limbah cangkang telur dan kitosan ini
2
diharapkan mampu memberikan kemudahan dan nilai ekonomis bagi masyarakat yang nantinya membutuhkan produk dari biomaterial untuk kesehatan. 1.2. Tujuan Penelitian Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan biokomposit apatit-kitosan yang memiliki karakteristik sifat mekanik yang lebih baik dalam hal ini sifat getas dan mudah patah dari apatit dapat dihilangkan dengan penambahan biopolimer kitosan. Sifat getas yang hilang memperlihatkan nilai kristalinitasnya yang lebih rendah. Karakterisasi yang dilakukan pada sampel biokomposit apatit-kitosan yaitu X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transforn- Infra Red (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Uji Mekanik (Vickers Test) Penelitian ini diharapkan mampu meningkatkan nilai guna limbah cangkang telur dan limbah kulit udang/kepiting. Pemanfaatan limbah ini diharapkan pula dapat menekan biaya produksi dan nantinya memberikan kemudahan bagi masyarakat melalui penyediaan biomaterial dengan harga yang relatif terjangkau. 1.3. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan dari bulan Desember 2008 - Mei 2009 di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika IPB. Karakterisasi sampel dilakukan di PTBIN BATAN Serpong, Litbang Kehutanan Bogor, Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB dan PPGL Bandung.
khusus yang terdapat pada tulang ayam, yang mengumpulkan cadangan kalsium dalam jumlah besar untuk pembentukan cangkang. [6] Telur berada di dalam uterus (kelenjar cangkang) dalam periode waktu yang paling lama. Cangkang telur dibentuk di sini. Ini merupakan suatu proses yang membutuhkan waktu sekitar 20 jam. Cangkang tersusun hampir seluruhnya oleh timbunan kalsium karbonat dalam suatu matriks protein dan mukopolisakarida. Lapisan terakhir atau penutup cangkang dikenal sebagai kutikel (cuticle), suatu material organik yang melindungi telur dari serangan bakteri yang berbahaya dan berperan sebagai pelindung telur untuk mengurangi penguapan air. Sumber utama kalsium karbonat pada pembentukan cangkang adalah ion karbonat dalam darah. Bikarbonat dibentuk dari percampuran karbon dioksida dan air dengan bantuan enzim karbonik-anhi-drase. Saat ayam betina terengah-engah karena udara yang panas, ayam itu sebenarnya meningkatkan penguapan air melalui saluran pernapasan. Hal ini menyebabkan berkurangnya karbon dioksida dan ion bikarbonat dalam darah. Keadaan inilah yang diduga menjadi alasan mengapa muncul telurtelur yang bercangkang tipis yang dihasilkan pada cuaca yang sangat panas.[7] Penelitian sebelumnya melakukan analisis cangkang telur dengan FTIR dan AAS. Hasil identifikasi dengan menggunakan FTIR menunjukkan kalsinasi cangkang telur pada 10000C dengan penahanan 5 jam memiliki transmitansi gugus CO3 yang lebih tinggi yang menandakan rendahnya kandungan CO3. Kadar Ca dari cangkang telur dari hasil kalsinasi diukur dengan menggunakan Atomic Absorption Spectrometer (AAS).
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Cangkang Telur Kalsium (Ca) yang dibutuhkan dalam sintesa mineral apatit banyak terdapat pada kulit telur ayam berupa kalsium karbonat (CaCO3) sebesar 90.9%.[5] Komposisi utama cangkang telur adalah kalsit, yaitu bentuk kristalin dari kalsium karbonat (CaCO3). Bobot rata-rata sebuah cangkang telur sekitar 5 g dan 40 persennya adalah kalsium. Sebagian besar kalsium dalam cangkang telur mengendap dalam kurun waktu 16 jam. Tidak ada ayam yang dapat mengkonsumsi kalsium begitu cepat untuk memenuhi tuntutan ini. Sebagai gantinya, kalsium dipasok oleh massa-massa tulang
2.2. Mineral Tulang Tulang memiliki struktur yang terdiri dari substansi organik sebesar 30% anorganik (55%) dan air (15%) [8]. Kombinasi ini mendukung dua fungsi utama tulang yakni memberikan fungsi mekanik yang dibutuhkan oleh tulang sebagai penyangga tubuh dan pendukung gerakan serta merupakan tempat cadangan mineral dan berkaitan dengan metabolisme tubuh yang disimpan atau dikeluarkan setiap kali diperlukan tubuh.
3
Tabel 1
Kandungan unsur mineral dalam tulang [8]. Unsur Kadungan (%berat) Ca 34 P 15 Mg 0,5 Na 0,8 K 0,2 C 1,6 Unsur lain 47,9
2.3. Mineral Apatit Mineral apatit memiliki rumus kimia M10(ZO4)6X2. Unsur pada bagian M,Z,dan X dapat digantikan dengan unsur-unsur lain, yakni sebagai berikut : M = Ca, Se, Ba, Cd, Pb, dll; Z = P, V, As, S, Si, Ge, dll; X = F, Cl, OH, O, Br, CO3, dll Kristal apatit mengandung banyak karbon dalam bentuk karbonat Karbonat dalam tubuh dapat mensubtitusi formula hidroksiapatit dengan menempati dua posisi yakni menggantikan posisi OH- yang disebut sebagai apatit karbonat tipe A yang terbentuk pada suhu tinggi. Karbonat menggantikan posisi PO43- disebut apatit karbonat tipe B yang dapat dibentuk pada suhu rendah. 2.4. Hidroksiapatit Hidroksiapatit merupakan senyawa mineral dari anggota kelompok mineral apatit dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2 dan mempunyai struktur heksagonal dengan o
2.5. Kitosan Kitosan merupakan salah satu polimer alami yang digunakan secara luas dalam penelitian rekayasa jaringan. Kitosan dapat diperoleh dengan deacetylating secara parsial dari kitin yang dapat diekstrak dari binatang berkulit keras. Kitosan merupakan polisakarida yang terdiri dari glucosamine dan N-acetyl glucosamine yang dihubungkan dengan sebuah ikatan 1-4 glucosidic. Kitosan bersifat biokompatibel dan dapat didegradasi oleh enzim dalam tubuh manusia dan hasil degradasinya tidak beracun [10]. Kitosan telah banyak dipelajari dalam berbagai bidang biomedis seperti rekayasa jaringan untuk tulang, pembuluh darah, dan syaraf. Akan tetapi kitosan bukan material ideal untuk rekayasa jaringan, sifat bioaktif kitosan perlu dimanfaatkan untuk teknik khusus seperti halnya polimer. Untuk meningkatkan sifat bioaktif dalam kitosan biasanya dikombinasikan dengan material bioaktif lainnya. Sebagai sebuah komponen inorganik utama dari tulang alami hidroksiapatit adalah material biomimetic yang memiliki sifat biokompatibel dan bioaktif yang baik dalam teknik jaringan. Namun kerapuhannya membuat sulit untuk dibentuk atau didesain[11]. Kombinasi kedua material ini yakni HAp dan kitosan diharapkan mampu menghasilkan material dengan sifat gabungan yang lebih baik.
o
parameter kisi a= 9.443 , dan c = 6.875 serta rasio Ca/P sekitar 1.67 [8].
Gambar 2 Formasi Kitosan dari Kitin [9]
Gambar
1 Skema hidroksiapatit
struktur
kristal
Gambar 3 Struktur Kitin dan Kitosan [9]
4
2.6. Biokomposit HAp -Kitosan Material komposit adalah kombinasi dua atau lebih fasa material, baik secara makro atau mikro yang berbeda bentuk atau komposisi kimianya untuk memperoleh kesetimbangan sifat yang digunakan dalam aplikasi yang luas. Secara umum pengembangan teknologi komposit adalah untuk meningkatkan efisiensi struktur dan karakteristik sifat material yang signifikan, seperti untuk aplikasi material yang ringan tetapi sangat kuat. [12]. Keramik, polimer, metal dan material komposit, dengan semua keuntungan dan kekurangan yang dimilikinya, dikembangkan untuk mengatasi permasalahan tulang. Polimer memiliki kekuatan mekanik yang rendah dibandingkan dengan tulang, logam memiliki kekuatan mekanik yang besar namun sangat korosif, keramik rapuh dan kekarasannya rendah jadi mudah patah. Pendekatan yang paling baik adalah ketika memproduksi kesemua sifat dari polimer, keramik dan logam membentuk material komposit.[9] Komposit alam yang dibentuk dari sebagian besar keramik (HAp) dan polimer (kolagen), dengan tingkat mikrostruktur yang kompleks memungkinkan untuk ditiru sehingga memberikan sifat mekanik pada tulang yang tinggi. Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mensubstitusi tulang dari material komposit yang dibentuk dari HAp dan polimer. HAp memiliki sifat yang sangat baik seperti bioaktif, biokompatibel, tidak beracun (nontoxic) dan osteokonduktif namun memiliki kekerasan rendah (rapuh). Kitosan yang merupakan bentuk deacetil dari kitin adalah polimer alam yang melimpah dan banyak ditemukan dalam crustacea. Kitosan memiliki sifat bikompatibel dan bioresorbabel, tidak beracun (nontoxic) dan sangat mudah larut dalam cairan asam. Beberapa studi pada komposit HAp-Kitosan yang secara parsial biodegradabel menjadi sebuah keuntungan. Ketika matrik polimer diserap kembali, tulang baru dapat tumbuh disekitar partikel HAp. [9] 2.7. X-Ray Diffraction (XRD) X-Ray diffraction (XRD) merupakan metode yang digunakan untuk mengetahui struktur kristal, perubahan fasa dan derajat kristalinitas. Difraksi sinar-X oleh atom-atom yang tersusun di dalam kristal akan menghasilkan pola yang berbeda tergantung pada konfigurasi yang di bentuk oleh atomatom dalam kristal.
Elektron yang dipancarkan dengan tegangan tinggi menumbuk target (Cu, Cr, Fe, Co, Mo, dan W). Energi kinetik elektron yang menumbuk target berubah menjadi panas dan sinar-X. Dalam peristiwa ini, sinar-X yang dipancarkan terdistribusi secara tidak kontinu dengan yang berbeda Tumbukan yang terjadi antara elektron yang dipercepat dengan atom target bersifat inelastik. Jika energi elektron yang datang memiliki energi yang cukup maka akan memantulkan elektron pada kulit K, sehingga atom dalam keadaan tereksitasi dan diisi oleh elektron dari kulit L atau M. Proses transisi ini diikuti pelepasan energi berupa radiasi sinar-X dengan panjang gelombang tertentu yang dikenal sebagai berkas sinar-X karakterisasi K dan K . Sinar-X ditumbukkan pada material sehingga terjadi interaksi dengan elektron dalam atom. Ketika foton sinar-X bertumbukan dengan elektron, beberapa foton hasil tumbukan akan mengalami pembelokkan dari arah datang awal. Jika panjang gelombang hamburan sinar-X tidak berubah dinamakan hamburan elastik (hamburan Thompson) dan terjadi transfer momentum dalam proses hamburan. Sinar-X ini yang digunakan untuk pengukuran sebagai hamburan sinar-X yang membawa informasi distribusi elektron dalam material. Gelombang yang terdifraksi dari atomatom berbeda dapat saling mengganggu dan distribusi intensitas resultannya termodalasi kuat oleh interaksi ini. Syarat terjadinya difraksi harus memenuhi hukum Bragg 2d sin n . Jika atom-atom tersusun periodik dalam kristal, gelombang terdifraksi akan terdiri dari interferensi maksimum tajam (peak) yang simetri, peak yang terjadi berhubungan dengan jarak antar atom. Metode XRD berdasarkan sifat difraksi sinar-X yakni hamburan cahaya dengan panjang gelombang saat melewati kisi kristal dengan sudut melewati kisi kristal dengan jarak antar bidang kristal sebesar d. Data yang diperleh dari metode karakterisasi XRD adalah sudut hamburan (sudut Bragg) versus intensitas. Berdasarkan teori difraksi, sudut difraksi tergantung pada lebar celah kisi sehingga mempengaruhi pola difraksi, sedangkan intensitas cahaya difraksi bergantung pada berapa banyak kisi kristal yang memiliki orientasi yang sama. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan sistem kristal, parameter kisi, derajat kristalinitas dan fasa yang terdapat dalam suatu sampel [13].
5
Gambar 4 Skema kerja dari difraksi sinar x [www.micro.magnet.fsu.edu//prim er/java/interference/index.html(14 Maret 2009)]
Gambar
5
Skema Difraksi Sinar x berdasarkan hukum Bragg [http://www.eserc.stonybrook. edu/ProjectJava/Bragg/(14 Maret 2009)]
XRD dapat memberikan informasi secara umum baik secara kuantitatif maupun kualitatif tentang komposisi fasa-fasa dalam kristal. Ada tiga informasi yang perlu diperhatikan yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi fasa-fasa dalam suatu bahan yakni posisi sudut difraksi maksimum, intensitas puncak dan distribusi intensitas sebagai fungsi dari sudut difraksi. Setiap bahan memiliki pola difraksi yang khas seperti sidik jari manusia. 2.8. Fourier Transform Infra Red (FTIR) Fourier Transform Infra Red (FTIR) merupakan teknik spektroskopi inframerah yang dapat mengidentifikasi kandungan gugus kompleks dalam senyawa kalsium fosfat, namun tidak dapat mengidentifikasi unsurunsur penyusunnya. Spektroskopi inframerah memanfaatkan energi vibrasi dari gugus
penyusun senyawa hidroksiapatit yakni gugus PO43-, gugus CO32-, gugus OH-. Ada dua jenis energi vibrasi yaitu vibrasi bending dan vibrasi stretching. Vibrasi bending yaitu pergerakan atom yang menyebabkan perubahan sudut ikatan antara dua ikatan atom atau pergerakan dari seluruh atom terhadap atom lainnya.. Sedangkan vibrasi stretching adalah pergerakan atom yang teratur sepanjang sumbu ikatan antara dua atom sehingga jarak antara dua atom dapat bertambah atau berkurang. Gugus PO43memiliki 4 modus vibrasi yaitu : 1. Vibrasi stretching simetri (ν1) dengan bilangan gelombang sekitar 956cm-1 2. Vibrasi bending simetri (ν2) dengan bilangan gelombang sekitar 430-460cm-1 3. Vibrasi stretching asimetri (ν3) dengan bilangan gelombang sekitar 10401090cm-1 4. Vibrasi bending asimetri (ν4) dengan bilangan gelombang sekitar 575-610cm-1 Analisis FTIR memberikan informasi tentang struktur kimia pada komposit, kehadiran fase kitosan dan keramik memberikan informasi ikatan polimer pada struktur komposit serta kemungkinan ikatan yang disebabkan larutan. Spektra infra merah berada pada range 400-4000 cm-1 Puncak milik fosfat dapat dilihat pada bilangan gelombang 474, 572, 601, 972, 1040 dan 1100 cm-1 [14,15] Puncak fosfat pada 572 dan 601 berkaitan dengan fosfat bending, puncak pada 972,1040 dan 1100 cm-1 merupakan fosfat stretching[16]. Puncak pada 633 dan 3570 cm-1 menunjukkan vibrasi dari OH. Luas puncak pada 3500 cm-1 dan puncak pada 1660 cm-1 menunjukkan penyerapan air [15,17]. Ikatan karbonat teramati pada 870 dan 1430 cm-1[17] Kitosan murni ditunjukkan pada puncak 1255 dan 1040 cm-1 menunjukkan amino primer yang bebas (-NH2) pada posisi C2 dari glucoseamine, kelompok utama pada kitosan [18,16] Puncak pada 1380, 1420, 2870 dan 2920 cm_1 berkaitan dengan C-H [16,19]. Ikatan pada 280 dan 2920 adalah aliphatic C-H stretching [18]. Ada sebuah penyerapan ikatan amida pada 1565 cm-1 [20]. 1605 cm-1 berkaitan dengan C=O [16] Puncak pada 3420 cm-1menunjukkan –OH stretching [18]. Ada sebuah amino asetil pada puncak 1650 cm-1 yang diindikasikan sebagai kitosan tidak mengalami deacetylated secara penuh.[18] Spektra inframerah kitosan murni menginformasikan adanya pita serapan gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3433,45 cm-1. Pita serapan yang lebar dan kuat pada
6
Gambar 6. Skema kerja Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) [21] daerah 3450 – 3200 cm-1 tersebut tumpang tindih dengan gugus N-H amina. Pita serapan utama lainnya antara 1220 – 1020 cm-1 menunjukkan gugus amino bebas primer (NH2), suatu gugus utama dalam kitosan [18] serta mengindikasikan vibrasi regang C-O dari gugus alkohol. Serapan pada bilangan gelombang 2921,18 cm-1 mengindikasikan vibrasi regang -CH2- dari gugus –CH. Pita serapan antara 1640–1560 cm-1 menunjukkan vibrasi bending N-H dari gugus amina yang merupakan serapan khas kitosan. Selain itu, serapan dengan intensitas medium pada bilangan gelombang 1379,61 dan 1454,37cm-1 merupakan vibrasi bending -CH3 dari gugus C-H. 2.9. Scanning Electron Microscopy (SEM) SEM digunakan untuk mengamati morfologi suatu bahan. Prinsipnya adalah sifat gelombang dari elektron yakni difraksi pada sudut yang sangat kecil. Elektron dapat dihamburkan oleh sampel yang bermuatan (karena sifat listriknya). Prinsip kerja SEM mirip dengan mikroskop optik, namun memiliki perangkat yang berbeda. Pertama berkas elektron disejajarkan dan difokuskan oleh magnet yang didesain khusus berfungsi sebagai lensa. Energi elektron biasanya 100 keV yang menghasilkan panjang gelombang kira-kira 0.04 nm. Spesimen sasaran sangat tipis agar berkas yang dihantarkan tidak diperlambat atau dihamburkan terlalu banyak. Bayangan akhir diproyeksikan ke dalam layar pendar atau film. Berbagai distorsi yang terjadi akibat masalah pemfokusan dengan lensa magnetik membatasi resolusi hingga sepersepuluh nanometer.
Gambar 7 Skema kerja dari SEM (Scanning Electron Microscopy)
2.10. Uji Mekanik (Vickers Test) Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan dinilai dari ukuran sifat mekanis material yang diperoleh dari deformasi plastis (deformasi yang diberikan dan setelah dilepaskan, tidak kembali ke bentuk semula akibat indentasi oleh suatu benda sebagai alat uji). Uji kekerasan (Vickers Test) telah dibangun di Inggris sejak tahun 1925 dan secara umum dikenal sebagai Diamond Pyramid Hardness (DPH). Uji Vickers memiliki dua range gaya beban yang berbeda yakni mikro (10g -1000g) dan makro (1kg 100kg) untuk menyelesaikan semua persyaratan uji. [http://
[email protected]//vickers test (18 Februari 2009)] Vickers test ini digunakan untuk uji kekerasan mikro yaitu daerah kecil dari spesimen dan uji bahan getas (keramik) Uji kekerasan (Vickers Test) menggunakan sebuah square-based pyramid diamond indenter (piramid intan) dengan sudut 1360 diantara permukaan yang berlawanan pada puncak, yang mendapatkan tekanan pada bagian permukaan dari bagian yang di uji menggunakan gaya (F) yang telah ditentukan. Waktu untuk penggunaan gaya awal adalah 28 detik dan gaya untuk pengujian dilakukan selama 10-15 detik. Setelah gaya dilepaskan, panjang diagonal dari lekukan diukur dan
7
Tahap kedua dilakukan sintesa biokomposit dengan melakukan presipitasi biokomposit apatit-kitosan dengan metode insitu dan eksitu. Untuk pembanding maka dibuat apatit tanpa kitosan (kontrol). Masing-masing sampel dibuat sebanyak dua kali ulangan. Masing-masing sampel diberi kode seperti terdapat pada Tabel 2. Gambar 8 Skema dari uji vickers [http://
[email protected]//vickers test (18 Februari 2009)] dihitung rata-ratanya secara aritmatik, luas daerah hasil jejak dari uji ini adalah d. Hasil tes berupa lekukan dapat diperiksa dengan mikroskop. Nomor kekerasan Vickers diberikan dengan persamaan :
VHN 1854, 4
P d2
Keterangan : VHN : Vckers Hardness Number (HV) P : Beban yang diterapkan (gf) d : Diagonal rata-rata bidang piramida hasil dari jejak indentor ( m )
III. BAHAN DAN METODE 3.1. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian yaitu cangkang telur ayam (CaO), (NH4)2HPO4, aquades, aquabides, gas nitrogen, kitosan dan CH3COOH 2%, sedangkan alat yang digunakan adalah crusible (cawan keramik), statip, buret, pipet, gelas piala, labu takar, corong, kertas saring, furnace, inkubator, magnetic stirer, hot plate, termometer, sudip dan neraca analitik. Karakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infra Red (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Uji Mekanik (Vickers) 3.2. Metode Penelitian Sintesis biokomposit apatit-kitosan dilakukan dengan dua tahapan yakni : Tahap pertama kalsinasi cangkang telur sebagai prekursor kalsium pada suhu 10000C selama 5 jam [22]. Sebelumnya cangkang telur dibersihkan dari kotoran makro, eliminasi membran cangkang dan pengeringan di udara terbuka.
3.2.1. Kontrol (A) Apatit diperoleh dengan melarutkan CaO dari cangkang telur yang telah dikalsinasi dalam 50 ml aquabides di dalam gelas piala dilanjutkan dengan penambahan (NH4)2HPO4 yang dilarutkan dalam 50 ml aquabides dilakukan dengan penetesan dari buret. Perhitungan jumlah cangkang telur dan (NH4)2HPO4 berdasarkan hasil dari rasio konsentrasi Ca/P sebesar 1.67. Kandungan Ca dari cangkang telur mengikuti hasil AAS penelitian sebelumnya sebesar 71.68%. Presipitasi dilakukan pada suasana fisiologis (atmosfer nitrogen dan suhu 370C). Aging sampel selama 24 jam pada inkubator dengan suhu 370C. Presipitat kemudian disaring menggunakan kertas saring. Pengeringan presipitat dilakukan dengan menggunakan inkubator pada suhu 500C selama 45 jam 3.2.2. Insitu (B) Seperti dalam pembuatan kontrol namun pada pembuatan sampel insitu CaO yang telah dilarutkan dalam 50 ml aquabides ditambahkan kitosan yang telah dilarutkan menggunakan CH3COOH 2%. Banyaknya kitosan yang digunakan melalui perbandingan dengan hasil kontrol yang telah diperoleh sebelumnya sebesar 55:35 (55 hasil apatit dari kontrol, 35 banyaknya kitosan yang digunakan). CH3COOH 2% yang di tambahkan sesuai dengan banyaknya kitosan yang akan dilarutkan (Lampiran 2). Selanjutnya dilakukan penambahan (NH4)2HPO4 yang dilarutkan dalam 50 ml aquabides dilakukan dengan penetesan dari buret. Presipitasi dilakukan pada suasana fisiologis (atmosfer nitrogen dan suhu 370C). Aging sampel selama 24 jam pada inkubator dengan suhu 370C. Presipitat kemudian disaring menggunakan sentrifuge karena jika menggunakan kertas saring membutuhkan waktu yang sangat lama. Pengeringan presipitat dilakukan dengan menggunakan inkubator pada suhu 500C selama 45 jam.
8
3.2.3. Eksitu (C) Perlakuan eksitu sama seperti kontrol, yakni melarutkan CaO yang telah dikalsinasi dalam 50 ml aquabides di dalam gelas piala dilanjutkan dengan penambahan (NH4)2HPO4 yang dilarutkan dalam 50 ml aquabides dilakukan dengan penetesan dari buret. Penambahan kitosan yang telah dilarutkan menggunakan CH3COOH 2% dilakukan setelah presipitasi selesai sebelum presipitat mengalami proses aging, penetesan kitosan dilakukan dengan menggunakan pipet. Banyaknya kitosan yang digunakan melalui perbandingan dengan hasil kontrol yang telah diperoleh sebelumnya sebesar 55:35 (55 hasil apatit dari kontrol, 35 banyaknya kitosan yang digunakan). CH3COOH 2% yang di tambahkan sesuai dengan banyaknya kitosan yang akan dilarutkan (Lampiran 2). Presipitasi dilakukan pada suasana fisiologis (atmosfer nitrogen dan suhu 370C). Aging sampel selama 24 jam pada inkubator dengan suhu 370C. Presipitat kemudian disaring menggunakan sentrifuge karena jika menggunakan kertas saring membutuhkan waktu yang sangat lama. Pengeringan presipitat dilakukan dengan menggunakan inkubator pada suhu 500C selama 45 jam. 3.2.4. Karakterisasi dengan XRD Alat XRD yang digunakan adalah Shimidzu XRD 7000, sumber target CuKα (λ= 1.54056 Angstrom). Sampel yang akan dikarakterisasi sebelumnya ditumbuk hingga menjadi serbuk, kemudian sekitar 1 gram dimasukkan ke dalam holder yang berukuran 2x2 cm2 pada difraktometer. 3.2.5. Karakterisasi dengan FTIR Presipitat yang telah dikeringkan dan ditumbuk menjadi serbuk dikarakterisasi menggunakan spektroskopi FTIR. Dua milligram presipitat dicampur dengan 100 mg KBr, dibuat pellet inframerah (IR) kemudian diuji dengan jangkauan bilangan gelombang 4000-400 cm-1, KBr selalu disertakan pada setiap pengukuran untuk menghilangkan serapan latar belakang
3.2.6. Karakterisasi dengan SEM/EDXA sampel Sampel diletakkan plat alumunium yang memiliki dua sisi kemudian dilapisi dengan lapisan emas setebal 48 nm. Sampel yang telah dilapisi diamati menggunakan SEM dengan tegangan 22 kV dan perbesaran 5000x, 10.000x dan 20.000x. Karakterisasi dengan Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDXA) merupakan seperangkat dengan SEM. 3.2.7. Karakterisasi dengan Uji Mekanik Pengukuran tingkat kekerasan sampel dengan menggunakan perangkat uji Vickers. Alat yang digunakan Shimadzu Micro hardness Tester tipe M, Shimadzu Corporation Kyto-Jepang. Sampel yang telah dikeringkan dimolding dengan menggunakan epoxy resin dan hardener Setelah sampel keras kemudian dilakukan pemolesan dengan menggunakan ampelas ukuran 200 hingga permukaan sampel rata. Sampel siap dikarakterisasi. Tabel 2 Kode Sampel Kode Sampel A1
Keterangan
Komposisi
Kontrol 1
A2
Kontrol 2
B1
Insitu 1
B2
Insitu 2
C1
Eksitu 1
C2
Eksitu 2
Cangkang telur + (NH4)2HPO4 Cangkang telur + (NH4)2HPO4 Cangkang telur + (NH4)2HPO4 Cangkang telur + (NH4)2HPO4 Cangkang telur + (NH4)2HPO4 Cangkang telur + (NH4)2HPO4
Penambahan Kitosan -
-
Sebelum presipitasi Sebelum presipitasi Setelah presipitasi Setelah presipitasi
9
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. HASIL 4.1.1. Difraksi Sinar-X Sampel Analisis XRD dilakukan untuk mengetahui fasa apa saja yang terkandung di dalam sampel, menghitung derajat kristalinitas sampel, parameter kisi kristal dan ukuran kristal sampel. Pola yang didapat dibandingkan dengan data JCPDS 9-432 (HAp), JCPDS 35-180 (AKA), JCPDS 19272 (AKB) dan JCPDS 44-0778 (OKF). Berikut adalah pola hasil analisa XRD masing-masing sampel
Gambar 9 Pola XRD Kitosan Murni
Gambar 10 Pola XRD Kontrol 1 (A1)
Gambar 12 Pola XRD Insitu 1 (B1)
Gambar 13 Pola XRD Insitu 2 (B2)
Gambar 14 Pola XRD Eksitu 1 (C1)
Gambar 15 Pola XRD Eksitu 2 (C2) Gambar 11 Pola XRD Kontrol 2 (A2)
10
Gambar 9 memperlihatkan pola XRD kitosan murni yang menunjukkan adanya beberapa sudut dengan intensitas cukup tinggi yaitu pada 2θ = 19.840 dan 20.060. Gambar 10 memperlihatkan pola XRD dari kontrol ulangan pertama (A1), puncak tertinggi dimiliki oleh HAp yakni pada sudut 2θ = 31.840 . Sampel A2 pada sudut 2θ = 31.880 (Gambar 11), B1 pada sudut 2θ = 31.940 (Gambar 12), B2 pada sudut 2θ = 31.760 (Gambar 13), C1 pada sudut 2θ = 31.960 (Gambar 14) dan sampel C2 pada sudut 2θ = 31.90 (Gambar 15). Mayoritas puncak yang teridentifikasi dari keenam sampel adalah milik HAp, meskipun mineral apatit masih muncul pada puncak-puncak tertentu, seperti pada sampel C1 puncak tertinggi tidak hanya dimiliki oleh HAp tapi juga milik AKB (Gambar 14). Sampel apatit-kitosan yang diperoleh dengan metode insitu dan eksitu, pola XRD yang dihasilkan memperlihatkan bahwa telah muncul puncak milik kitosan di beberapa sudut, namun intensitasnya lebih rendah dibandingkan pada kitosan murni. Sampel B1 pada sudut 2θ = 19.620 dan 22.12 0, B2 pada sudut 2θ = 19.680, C1 pada sudut 2θ = 20.020 yang merupakan puncak bersama dengan OKF dan pada 21.90 merupakan puncak bersama dengan HAp. Sampel C2 pada sudut 2θ = 19.90 merupakan puncak bersama dengan OKF dan pada sudut 20.160 Tabel 3 memperlihatkan derajat kristalinitas sampel yang diperoleh langsung dengan program dari alat karakterisasi XRD. Derajat kristalinitas kontrol dengan 2 kali ulangan (A1 dan A2) memiliki nilai 85.20% dan 80.15%. Kedua sampel ini memiliki derajat krisatinitas yang paling tinggi dibandingkan dengan sampel lainnya. Sampel insitu memiliki derajat kritalinitas sebesar B1 = 55.28% dan B2 = 56.87%. Sedangkan untuk sampel eksitu memiliki derajat krisalinitas sebesar C1 = 75.49% dan C2 = 77.58%. Sampel B1 dan B2 memiliki derajat yang paling rendah dibandingkan sampel kontrol dan eksitu. Tabel 4 memperlihatkan hasil perhitungan ukuran kristal. Ukuran kristal dihitung dengan menggunakan persamaan Scherrer pada bidang 002 k D Cos dengan β merupakan FWHM (Full width at half maximum) dari garis difraksi skala 2θ pada bidang 002, λ merupakan panjang gelombang yang digunakan pada alat XRD
(nilainya adalah 0.15406 nm) dan k adalah konstanta untuk material biologi (nilainya sebesar 0.94)[23]. Ukuran kristal sampel dengan dua kali pengulangan berkisar sekitar 25-29 nm. Perhitungan ukuran kristal dapat dilihat pada Lampiran 9. Tabel 5 memperlihatkan hasil perhitungan parameter kisi. Perhitungan parameter kisi dapat dilihat pada Lampiran 8. Nilai parameter kisi keenam sampel menunjukkan bahwa keenam sampel tersebut adalah HAp dengan tingkat akurasi nilai a dan c rata -rata mencapai 99 %. Tabel 3 Derajat kristalinitas sampel Kode Sampel A1 A2 B1 B2 C1 C2
Kristalinitas (%) 85.20 80.15 55.28 56.87 75.49 77.58
Tabel 4 Ukuran kristal sampel Kode Sampel A1 A2 B1 B2 C1 C2
β/2 (deg) 0.28665 0.32835 0.305 0.29165 0.31 0.32
β/2 (rad) 0.00500 0.00573 0.00532 0.00509 0.00541 0.00558
D002 (nm) 29.717 25.943 27.935 29.208 27.485 26.622
Tabel 5 Parameter kisi sampel Kode Parameter Kisi Sampel a (Å) Akurasi % c (Å) A1 9.358 99.2204 6.8913 A2 9.481 99.4835 6.8751 B1 9.460 99.6998 6.9204 B2 9.499 99.2727 6.9426 C1 9.349 99.2175 6.8091 C2 9.519 99.0744 6.914
Akurasi % 99.851 99.915 99.428 99.105 98.955 99.526
11
4.1.2. FTIR (Fourier Transform Infrared ) Sampel Analisis FTIR untuk mengetahui gugus fungsi yang terkandung dalam sampel. Spektrum transmitansi IR keenam sampel diperlihatkan pada Gambar 16-22. Tabel 6 memperlihatkan bilangan gelombang gugusgugus fungsi yang dimiliki oleh keenam sampel. Sampel A1 memiliki gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3434 cm-1 dan 1641 cm-1, gugus PO4 stretching pada bilangan gelombang sekitar 1098-963 cm-1 dan PO4 bending pada 604-471 cm-1, gugus CO3(ν2) pada bilangan gelombang 874 cm-1 dan CO3(ν3) pada 1567-1418 cm-1. Sampel A2 memiliki gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3431 cm-1 dan 1637 cm-1. gugus PO4 stretching pada bilangan gelombang sekitar 1035 cm-1 , 962 cm-1 dan PO4 bending pada 604-471cm1, gugus CO3(ν 2) pada bilangan gelombang 875 cm-1 dan CO3(ν3) pada 1574-1404 cm-1. Sampel B1memilki gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3420 cm-1 dan 3171 cm-1 yang bertumpukan dengan gugus fungsi NH milik kitosan sehingga nilai transmitansinya terlihat lebih lebar dan pada bilangan gelombang 1648 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi amida I milik kitosan, gugus PO4 stretching pada bilangan gelombang sekitar 1097cm-1 dan 1031 cm-1 dan PO4 bending pada 603-475 cm-1, gugus C-OH pada bilangan gelombang 896 cm-1 dan CO3(ν3) pada 1564 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi amida II milik kitosan, 1403 dan 1343 cm-1. Sampel B2 memilki gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3419-3231 cm-1 yang bertumpukan dengan gugus fungsi NH milik
kitosan sehingga nilai transmitansinya terlihat lebih lebar, gugus PO4 stretching pada bilangan gelombang sekitar 1033 cm-1 dan PO4 bending pada 604-471cm-1, gugus C-OH pada bilangan gelombang 894 cm-1 dan CO3(ν3) pada 1574 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi amida II milik kitosan, pada 1424 cm-1, selain itu pada bilangan gelombang 1300 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi miliki C-O, gugus fungsi C-H muncul pada bilangan gelombang 2930 cm-1. Sampel C1 memilki gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3415-3176 cm-1 yang bertumpukan dengan gugus fungsi NH milik kitosan sehingga nilai transmitansinya terlihat lebih lebar dan pada bilangan gelombang 1640 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi amida I milik kitosan, gugus PO4 stretching pada bilangan gelombang 1031 cm-1 dan PO4 bending pada 604-475 cm-1, gugus C-OH pada bilangan gelombang 897 cm-1 dan CO3(ν3) pada 1567 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi amida II milik kitosan, dan pada 1403-1311 cm-1. Sampel C2 memilki gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3431-3176 cm-1 yang bertumpukan dengan gugus fungsi NH milik kitosan sehingga nilai transmitansinya terlihat lebih lebar PO4 stretching pada bilangan gelombang sekitar 1033 cm-1 dan PO4 bending pada 604-470cm-1, gugus C-OH pada bilangan gelombang 894 cm-1 dan CO3(ν3) pada 1574 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi amida II milik kitosan, 1403 cm-1 selain itu pada bilangan gelombang 1300 cm-1 yang bertumpukkan dengan gugus fungsi miliki C-O, gugus fungsi C-H muncul pada bilangan gelombang 2929 cm-1.
Tabel 6. Pola pita absorbsi sample hasil FTIR Kode sampel A1
PO4
PO4
stretching
bending
CO3 (υ2)
Pola absorbsi (cm-1) CO3 (υ3) OH
C-OH
A2
1098;1087; 1075;1051; 1023;963 1035;962
B1
1097;1031
B2
1033
C1
1031
604;563; 475
-
1567;1403; 1342;1311
3415;3165;1 640
897
C2
1033
604;564; 470
-
1574;1403; 1300
3431;3308;3 176
894
N-H
C-H
Amida I
Amida II
604;566; 471
874
1567;1453; 1418
3434;1641
-
-
-
-
-
604;565; 471 603;564; 475 604;564; 471
875
1574;1454;1 404 1564;1403;1 343 1574;1424; 1300
3431;1637
-
-
-
-
-
3420;3171;1 648 3419;3182;3 268;3231
896
3420; 3171 3419; 3182; 3268; 3231 3415; 3165
-
1648
1564
2930
-
1574
-
1640
1567
3431; 3308; 3176
2929
-
1574
-
894
12
Gambar 16 Pola FTIR Kitosan Murni
Gambar 17 Pola FTIR Kontrol 1 (A1)
Gambar 19 Pola FTIR Insitu 1 (B1)
Gambar 20 Pola FTIR Insitu 2 (B2)
Gambar 21 Pola FTIR Eksitu 1 (C1) Gambar 18 Pola FTIR Kontrol 2 (A2)
13
Gambar 24 Morfologi kitosan murni Gambar 22 Pola FTIR Eksitu 2 (C2) Tabel 7 Derajat Belah Spektra FTIR pada pita vibrasi PO4(ν4) Sampel Sampel
Derajat belah
A1
1.067729
B1
1.056865
C1
1.066406
A2
1.174699
B2
1.095164
C2
1.112745
4.1.3.
Morfologi dan EDXA (EnergyDispersive X-Ray Analysis ) Sampel Analisis morfologi dilakukan dengan karakterisasi SEM dan untuk melihat kandungan Ca dan P pada sampel dilakukan analisis EDXA. Berikut hasil dari karakterisasi SEM pada sampel (Gambar 23.26) dengan perbesaran 10000x. Tabel 7 memperlihatkan rasio Ca/P dari sampel dengan melihat kandungan Ca dan P dari hasil EDXA. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 10.
Gambar 25 Morfologi Sampel Insitu (B)
Gambar 26 Morfologi Sampel Eksitu (C)
Gambar 23 Morfologi Sampel Kontrol (A)
14
Tabel 8 Rasio Molaritas Ca/P Sampel Kode Sampel Kontrol Insitu Eksitu
Ca/P 1.817 1.733 1.934
4.1.4. Kekerasan Sampel Analisis tingkat kekerasan sampel dilakukan dengan uji Vickers. Berikut hasil dari uji tingkat kekerasan sampel. Tabel 8 memperlihatkan hasil dari uji kekerasan sampel. Sampel memiliki tingkat kekerasan masing-masing untuk A1= 2.761 HV, A2 = 2.815 HV, B1 = 3.312 HV, B2 = 3.098 HV, C1 = 4.489 HV dan sampel C2 sebesar 3.473 HV. Hasilnya menunjukkan sampel biokomposit apatit kitosan dengan metode eksitu memilki tingkat kekerasan yang paling besar dibandingkan dengan metode insitu. Secara umum sampel apatit yang telah dikompositkan dengan kitosan memiliki tingkat kekerasasan yang lebih besar dibandingkan dengan sampel tanpa penambahan kitosan (kontrol) Tabel 9 Nilai kekerasan sampel. Kode Jarak VHN VHN rataSampel rata-rata (HV) rata (HV) A1 180.0 2.862 188.0 2.623 2.761 182.0 2.799 A2 131 2.701 119 3.274 2.815 137 2.470 B1 170.0 3.208 167.0 3.325 3.312 180.0 2.862 B2 123.5 3.0396 128.5 2.808 3.098 116 3.445 C1 120.0 6.439 160.0 3.622 4.489 165.0 3.406 C2 120 3.219 115 3.505 3.473 112 3.696
4.1.5. Massa Biokomposit Lampiran 2 memperlihatkan massa biokomposit apatit-kitosan merupakan massa gabungan bahan yakni CaO, (NH4)2HPO4 dan kitosan. Hasilnya memperlihatkan bahwa massa gabungan yang diperoleh dari hasil perhitungan lebih besar dibandingkan massa hasil eksperimennya. Begitupun pada sampel kontrol massa eksperimen lebih kecil hingga separuhnya dibandingkan massa gabungan antara CaO dan (NH4)2HPO4. 4.2. PEMBAHASAN 4.2.1. Analisis XRD Hasil dari pola XRD sampel dengan dua kali pengulangan tidak berbeda nyata, peak tertinggi dari semua sampel merupakan milik HAp, walaupun masih muncul peak – peak milik mineral apatit yang lainnya namun mayoritas peak sampel merupakan milik dari HAp. Artinya dalam semua sampel telah terbentuk apatit. Peak kitosan yang muncul pada sampel biokomposit apatit-kitosan intensitasnya sangat rendah. Intensitas peak kitosan yang rendah pada sampel setelah dikompositkan dengan apatiti disebabkan struktur kitosan yang lebih amorf dibandingkan kristal apatit. Apatit telah mengisi matrik kitosan, apatitkitosan telah menyebar seragam pada sampel sehingga intensitas kitosan yang terdeteksi menjadi lebih rendah. Munclnya puncak kitosan menunjukan bahwa penambahan kitosan sebagai matrik untuk kalsium fosfat telah berhasil Derajat kristalinitas adalah besaran yang menyatakan banyaknya kandungan kristal dalam suatu material dengan membandingkan luasan kurva kristal dengan penjumlahan luasan kristal dan amorf . Pola XRD yang terbentuk pada sampel B dan C memperlihatkan intensitas sampel secara keseluruhan naik dibandingkan sampel A, yang menunjukan sampel semakin amorf, hal ini dikarenakan kitosan menyebar seragam di dalam biokomposit. Tingkat kristalinitas yang diperoleh dari pola XRD tersebut pun menunjukan bahwa penambahan kitosan sebagai matriks mengakibatkan tingkat kristalinitas biokomposit apatit-kitosan menurun dibandingkan dengan dalam bentuk apatit saja. Sampel insitu memiliki tingkat kristalinitas yang lebih rendah dibandingkan dengan metode eksitu. Hal ini bisa terjadi karena kitosan yang menyebar pada
15
permukaan biokomposit lebih banyak jadi sampel bersifat lebih amorf. Penurunan tingkat kristalinitas biokomposit dibandingkan tingkat kristalinitas apatitnya mengindikasikan bahwa penambahan kitosan pada apatit sudah membentuk ikatan antara apatit dengan kitosan sebagai matriknya Ukuran kristal dihitung dengan menggunakan persamaan Scherrer (Lampiran 9). Ukuran kristal berbanding terbalik dengan harga FWHM. Semakin kecil nilai FWHM menunjukkan ukuran kristal yang semakin besar. Ukuran kristal dihitung pada bidang 002 karena karakteristik kehadiran HAp pada sampel ditandai dengan munculnya bidang 002 [24] Tabel 4 memperlihatkan bahwa ukuran kristal pada sampel ukuran kristalnya tidak berbeda secara signifikan ketika kitosan dikompositkan dengan apatit. Karena kitosan tidak mempengaruhi ukuran sampel apatit, kitosan berguna untuk mengikat apatit terlihat dari karakterisasi SEM biokomposit telah berbentuk granula. Parameter kisi dapat dihitung dengan menggunakan jarak antar bidang pada geometri kristal heksagonal. Perhitungan parameter kisi dapat dilihat pada Lampiran 6. Hasil perhitungan parameter kisi a dan c dapat dilihat pada Tabel 5. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa parameter kisi berada pada kisaran nilai parameter HAp, sehingga dapat dikatakan bahwa fasa yang terbentuk adalah hidroksiapatit. Penambahan kitosan mempengaruhi nilai a dan c dari sampel. Hal ini akibat pengaruh gugus CO milik kitosan yang akan mengubah posisi HAp karena menggantikan gugus CO3 dan atau OH, sehingga nilai c maupun a bisa bertambah atau berkurang. 4.2.2. Analisis FTIR Data hasil XRD didukung oleh data spektroskopi FTIR. Spektroskopi FTIR mengidentifikasikan gugus fungsi dalam sampel. Gugus- gugus fungsi yang teridentifikasi dari sampel dapat dilihat pada Tabel 6. Analisis hasil FTIR memperlihatkan telah terbentuknya apatit pada sampel A,B dan C dengan munculnya gugus fungsi PO4, OH dan CO3. Gugus fungsi N-H, C-H dan amida I dan amida II yang merupakan karakteritik dari kitosan, ternyata muncul pada sampel B dan C, artinya pada sampel B dan C telah terbentuk biokomposit apatitkitosan.
Sampel dengan dua kali ulangan ternyata menghasilkan perbedaan gugus fungsi karakteristik kitosan yang muncul, pada sampel B1 dan C1 (ulangan pertama) muncul gugus fungsi amida II tapi tidak muncul gugus fungsi C-H, sedangkan pada sampel B2 dan C2 muncul gugus fungsi C-H namun gugus fungsi amida I tidak lagi muncul. Pada sampel ini pun terlihat terjadi tumpang tindih (overlapping) dibeberapa panjang gelombang seperti gugus fungsi NH yang tumpang tindih dengan gugus fungsi OH. Terjadi overlapping pada beberapa bilangan panjang gelombang yang dimiliki kitosan dan apatit menunjukkan telah terjadi ikatan antara biopolimer kitosan dengan keramiknya yakni HAp. Teridentifikasinya gugus fungsi N-H dan C-H, amida I dan amida II pada sampel B1, B2, C1 dan C2, membuktikan bahwa telah berikatannya kitosan dengan kalsium fosfat. Artinya biokomposit apatit-kitosan telah berhasil terbentuk. Metode insitu dan eksitu yang dilakukan tidak memperlihatkan hasil yang berbeda secara signifikan, gugus fungsi yang muncul di kedua metode yang digunakan sama, hanya yang berbeda nilai transmitansi dan bilangan gelombangnya. Penurunan derajat kristalinitas pada spektra FTIR dapat diidentifikasi dari derajat belah pada pita vibrasi ν4 PO4 (Tabel 7). Semakin tinggi derajat belah pada pita tersebut menunjukkan bahwa kristalinitas meningkat. Derajat belah sampel mengalami penurunan setelah dilakukan penambahan kitosan yang paling banyak penurunnya pada sampel insitu (B1 dan B2). Hal ini menguatkan hasil derajat kristalinitas yang ditunjukkan dari karakterisasi XRD. Sampel biokomposit apatit-kitosan dengan menggunakan metode insitu memiliki nilai derajat kristalinitas yang paling rendah. Faktanya menunjukkkan bahwa penambahan kitosan menurunkan derajat kristalinitas biokomposit. 4.2.3. Analisis SEM dan EDXA Permukaan halus pada kitosan murni berangsur-angsur mulai terganggu dengan bergabungnya apatit (HAp) sehingga menghasilkan permukaan yang lebih kasar dari sebelumnya. Partikel HAp telah tumbuh dengan baik dalam matriks kitosan [9]. Partikel HAp dalam komposit menyebar seragam, dapat terlihat melalui matriks kitosan yang telah saling berhubungan antar sel. Bentuk pori-pori terlihat berubah dibandingkan sampel HAp sendiri, dalam
16
sampel kitosan murni pori-pori lebih datar dan ketika HAp bergabung pori-pori terlihat lebih banyak membulat dibanding datar [9] . Analisis dari hasil SEM dengan perbesaran 10.000x dalam sampel kitosan murni memperlihatkan (Gambar 24) poriporinya tampak lebih kecil.dan datar serta pemukaannya terlihat halus. Sedangkan pada sampel A1 yang merupakan sampel apatit tanpa penambahan kitosan (Gambar 23) morfologi permukaan sampelnya terlihat teratur, berbentuk butiran-butiran halus, butiran pada sampel yang paling besar sekitar 0.74 μm. Setelah terbentuk komposit aptit-kitosan (Gambar 25 dan 26) morfologi sampel terlihat membentuk bongkahan atau granula- granula, pori-pori menjadi lebih besar dan permukaan terlihat kasar. Sampel B1 yakni sampel apatit-kitosan dengan penambahan kitosan sebelum proses presipitasi (insitu), bongkahan yang terbentuk memiliki diameter sekitar 2.14 μm dan untuk sampel C1 yakni sampel apatitkitosan dengan penambahan kitosan setelah proses presipitasi (eksitu), bongkahan yang terbentuk berdiameter sekitar 2.154 μm. Bongkahan pada sampel B1 terlihat lebih kecil dibandingkan pada sampel C1 Bentuk bongkahan atau granula pada sampel B1 dan C1 menunjukan bahwa sudah terbentuk suatu komposit yakni ikatan antara kalsium fosfat dengan kitosan sebagai matriknya. Sehingga morfologi yang terlihat jauh berbeda dengan sampel A1 maupun sampel kitosan murni. Komposit apatit kitosan secara insitu dan eksitu tidak berbeda secara signifikan pada bentuk morfologinya, namun hasil analisis SEM ini menunjukkan bahwa komposit apatit-kitosan terbentuk dari jaringan atau ikatan berongga kecil yang dibentuk oleh matriks kitosan yang tertanam partikel apatit didalamnya Pengukuran EDXA dilakukan bersamaan dengan observasi SEM. Rasio molaritas Ca/P dapat dilihat pada Tabel 8. Rasio Ca/P pada Hap murni adalah 1.67[8]. Rasio pada sampel relatif lebih besar daripada rasio HAp. Hal ini dikarenakan starting material yang digunakan sebagai sumber CaO adalah cangkang telur yang masih mengandung CaCO3, sehinggga setelah terjadi reaksi antara CaO dan (NH4)2HPO4 masih ada CaCO3 yang tidak ikut berreaksi sehingga mempengaruhi jumlah Ca pada sampel. Selain itu kehadiran ion-ion tubuh akan memperbesar nilai rasio Ca/P terlihat dari hasil analisis FTIR munculnya gugus karbonat dan pada hasil analisis XRD pun
muncul fasa milik AKA dan AKB maupun OKF, artinya ada ion-ion lain yang masuk ke dalam sampel pada saat proses presipitasi sehinggga nilai Ca/P jadi lebih besar dari 1.67 Nilai Ca/P didapatkan dengan menghitung mol Ca dan P dari persentase massa hasil EDXA dibagi dengan bobot atom Ca dan P, kemudian mol Ca dibagi mol P. Rasio molaritas Ca/P pada Tabel 7 memperlihatkan bahwa molaritas sampel C1 memiliki nilai paling besar dibandingkan sampel lainnya. Hal ini dikarenakan pada saat melakukan penambahan kitosan presipitat dibiarkan terbuka sehinggga dimungkinkan terjadi reaksi dengan udara dari luar sehingga nilai rasio Ca/P sampel menjadi lebih besar. Namun secara keseluruhan nilai rasio Ca/P sampel memang tidak tepat 1.67 namun masih mendekati nilai tersebut. 4.2.4. Analisis Uji Kekerasan Vickers Senyawa apatit biologi membentuk material tulang dalam bentuk padatan. Sehingga padatan yang dihasilkan dapat diukur tingkat kekerasannya dengan menggunakan Micro Hardnes Tester , alat yang digunakan adalah perangkat uji Vickers. Nilai kekerasan pada sampel terdapat pada Tabel 9. Nilai kekerasan tulang dalam satuan HV (Hardness Vickers). Nilai kekerasan sampel diukur pada tiga titik yang berbeda pada permukaan sampel, setiap titik memiliki nilai kekerasan yang berbeda. Hasil uji kekerasan pada Tabel 9 memperlihatkan bahwa penambahan kitosan pada sampel mengakibatkan nilai kekerasan sampel meningkat. Sampel C1 dan C2 memiliki nilai kekerasan paling besar diikuti sampel B1 dan B2. Sampel yang tidak diberikan tambahan kitosan memiliki kekerasan yang paling kecil. Hal ini mengindikasikan bahwa penambahan kitosan menjadikan biokomposit memiliki sifat ulet, tidak seperti apatit yang bersifat getas dan rapuh. 4.2.5. Analisis Massa Biokomposit Massa sampel setelah ditambahkan kitosan ternyata lebih besar jika dibandingkan dengan massa kontrol, walaupun lebih kecil daripada massa perhitungan gabungan dari bahan yang digunakan. Hal ini mengindikasikan bahwa pada massa biokomposit memang terdapat
17
massa kitosan yang menyebabkan massa biokomposit lebih besar dibandingkan massa pada apatit saja.
DAFTAR PUSTAKA V. SIMPULAN DAN SARAN 5.1. Simpulan Pembuatan biokomposit apatit kitosan telah dapat dilakukan baik dengan metode insitu maupun eksitu. Karakterisasi XRD menunjukkan adanya puncak kitosan yang muncul pada sampel dengan intensitas yang lebih rendah dibandingkan kitosan murni, derajat kristalinitas semakin rendah setelah kitosan dikompositkan dengan apatit, hal ini terjadi karena kitosan menyebar seragam dipermukaan pada biokomposit sehingga lebih bersifat amorf. Fourier Transform Infrared (FTIR) mengidentifikasi adanya gugus fungsi N-H, C-H, amida I dan amida II yang muncul pada sampel insitu dan eksitu memperlihatkan bahwa kitosan telah berikatan dengan apatit sebagai biokomposit. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) pun memperlihatkan bahwa morfologi dari sampel insitu dan eksitu yang berbentuk bongkahan, menunjukkan bahwa partikel apatit telah tertanam dengan baik pada kitosan sebagai matriksnya, artinya apatitkitosan telah saling berikatan. Hasil uji Vickers menunjukkan bahwa setelah kitosan dikompositkan dengan apatit nilai kekerasan biokomposit menjadi lebih besar, artinya biokomposit apatit-kitosan ini tidak lagi memiliki sifat getas tapi lebih ulet. Karakter sampel yang dihasilkan dengan metode insitu dan eksitu tidak terlalu berbeda secara signifikan, karena dari hasil X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR) maupun Scanning Electron Microscopy (SEM) tidak terlalu jauh berbeda. Namun untuk tingkat kekerasan sampel diperoleh yang paling besar pada sampel eksitu. 5.2. Saran Untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk memvarisaikan konsentrasi kitosan maupun konsentrasi kalsium dan fosfat yang digunakan sehingga dapat diketahui pada konsentrasi berapa diperoleh biokomposit yang paling optimal.
1
Baht, Sujata V.2002. Biomaterials. Pangbone England: Alpha Science International Ltd. 2 Darwin. D. 2008. Aplikasi Teknik Isotop dan Radiasi pada Pembuatan Biomaterial untuk Keperluan Klinis.http://nhc.batan.go.id [3 April 2009: 09.20] 3 Ramakrishna, S., Mayer, J., Wintermantel, E., Leong, K.W., “Biomedical applications of polymercomposite materials:a review”, pp.11891224,Vol.61, Composites Science and Technology, 2001. 4 Riyani.E.2005.Karakterisasi Senyawa Kalsium fosfat Karbonat HAsil Presipitasi Menggunakan XRD,SEM,dan EDXA Pengaruh Perubahan Ion F- dan Mg+[Skripsi] Departemen Fisika.Fakultas Matematika dan IPA. Bogor: Institut Pertanian Bogor. 5 Hincke.M.T, Tsang.C.P,Courtney. M, Hill.V, Narbaitz.R.Purification and Immunochenistry of a Soluble Matrix Protein of The Chicken Eggshell (Ovocleidin 17).Calsiff Tissue 1995;56(6):578-83.[Cited:1]. File://F:\ancs\meid54349.htm 6 Chang.R..Kimia Dasar Jilid 2 KonsepKonsep Inti. PT.Erlangga: Jakarta 7 [Anonim].2007.Sistem Reproduksi Betina.Fakultas Pertanian dan Peternakan UIN: Suska Riau. 8 Aoki.H.1991. Science and Medical Applications of Hydroxyapatite. Tokyo: Institute for Medical and Dental Engineering. Medical and Dental University 9 Yildirim,Oktay.2004. Preparation and Characterization of Chitosan/Calsium Phosphate Based Composite Biomaterials.[disertasi]. Turki: Departement Materials Science and Engineering, Mayor Materials Science and Engineering. Izmir Institute of Technology. 10 Kumar.MN, Muzzarelli RA,Muzzareli C, Sashiwa H, Domb Aj.2004. Chitosan chemistry and Pharmacentical
18
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Perspective. Chem Kev.104(12):601784. Di Martino A, Sitinger M, Risbud MV, Chitosan: A versatile biopolymer for orthopaedic tissue-engineering. Biomater 2005;26(30):5983-90 Khaerudini, D. S, 2008, Microstructur and Mechanichal Behaviour of Powder Metallurgy AA2124/SiCp Metal Matrix Composites, Proceeding of Seminar Material and Metallurgy, December 18th , 2008, DRN-PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang. Cullity.BD,Stock.SR.2001.Element of X-Ray Diffraction.Prentice Hall: New Jersey Sivakumar.M,Panduranga.RK. Preparation and Characterization and In Vitro Release of Gentamicin from Coralline Hydroxyapatite-Gelatin Composite Microspheres. Biomaterials.in press. Paul, W., Sharma, C.P., “ Development of porous spherical hydroxyapatite granules: application towards protein delivery”, pp.383-388, Vol.10, Journal of Materials Science, Materials in Medicine, 1999. Chen. F, Wang.Z.C, Lin C.J. “Preparation and characterization of nano-sized hydroxyapatite particles and hydroxyapatite/chitosan, nano-composite for use in biomedical materials”, pp858861.Vol.57,Materials letters,2002 Yamaguchi,I. Tokuchi. K, Fukuzaki, H, Koyama, Y, Takakuda K, Monma J, Tanaka, H, “Preparation and microstructure analysis of chitosan/HA nanocomposite”, pp20-27,Vol55,Journal of BiomedicalMaterial Research, 2001 Saraswathy,.G, Pal.S.C, Rose.T.P.A novel bio-inorganic bone implant containing deglued bone,chitosan and gelatin.pp.415-420.Vol.24. Buletin of Material Science.2000 Zhang.Y, Zhang.M. Microstructural and mechanical characterization of chitosan scaffolds reinforced by calsium phosphates. pp.159-164. Vol.282,.Journal of Non-Crystalline Solids.2001 Varma.HK, Yokogawa.Y, Espinosa FF,Kawamoto.Y,Nishizawa.K,Nagata.F, Kameyama.T. Porous calcium phosphate coating over phosphorylated chitosannfilm by a biomimetic
21
22
23
24
method .pp.879-884. Vol.20. Biomaterials. 1999 (__.2001.Introduction of Fourier Transform Infrared Spectrometry. Thermo Nicolet Corporation.worldwide)[14 Maret 2009) Amrina.H.Q. Sintesa Hidroksiapatit dengan Memanfaatkan Limbah Cangkang Telur karakterisasi Difraksi Sinar-X dan Scanning Electron microscopy (SEM). Bogor:Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor,2008 Nurmawanty,M. Analisis derajat Kristalinitas, Ukuran Kristal dan Bentuk Partikel Mineral Tulang Manusia Berdasarkan Variasi umur dan Jenis Tulang.[Skripsi]. Bogor; Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor.2007 Kieswetter K, TW Baurer,SA Brown, F Van Lette, K Merrit.Chaearacterization of calcium phosphate powders by ESCA and EDXA.Biomaterials.Vol.15 No.3;1994
19
Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian
Penelusuran literatur dan penyiapan alat dan bahan
Kalsinasi Cangkang Telur Ayam pada suhu 10000C selama 5 jam
Presipitasi HAp untuk menghasilakan kontrol
Perhitungan jumlah kitosan yang akan digunakan dengan perbandingan Hap kontrol dengan kitosan sebesar 55:35
Presipitasi biokomposit HAp/kitosan dengan metode insitu dan eksitu
Aging selama 24 jam pada inkubator dengan suhu 370C. Pengeringan sampel pada suhu 500C selama 45 jam
Karakterisasi XRD,FTIR, SEM,EDXA, dan Uji Mekanik
Analisis Data
20
Lampiran 2 Komposisi Bahan yang Digunakan untuk Menghasilkan Sampel
A1 A2 B1 B2 C1 C2
Massa Cangkang Telur (gram)
Massa (NH4)2HPO4 (gram)
Massa Kitosan (gram)
2.7877 2.7874 2.7891 2.7874 2.7874 2.7876
3.9487 3.9485 3.9484 3.9485 3.9484 3.9485
2.7413 2.5305 2.7403 2.5306
Perhitungan komposisi bahan yang digunakan : Ca: P = 0.5:0.299 Massa Kalsium : Gram Ca =0.5x39.962x10-1 =1.9981 g CaCO3CaO + CO2 Gram CaO (cangkang telur) = 100/71.68 = x\1.9981 x = 2.7875 g Massa Fosfat : Gram P = 0.299x132.05x10-1 = 3.9483 g Massa cangkang telur (CaO) + massa (NH4)2HPO4 = massa apatit Perhitungan Massa Kitosan yang Digunakan Massa hasil dari kontrol (massa apatit) 55% Kitosan 35% 35 x , x = massa kitosan 55 3.9767 x 2.5365 gram
Jumlah Massa Gabungan Bahan (gram) 6.7364 6.7359 9.4788 9.2664 9.4761 9.2667
Massa Hasil (gram) 3.9767 3.9951 7.6783 6.6483 6.8429 6.8459
21
Lampiran 3 Proses Pembuatan Sampel Kalsinasi Cangkang Telur
22
Presipitasi Sampel
FTIR
XRD Uji Mekanik
SEM
23
Lampiran 4 Metode Presipitasi Sampel
-
-
(NH4)2HPO4
Cacangkang telur
HOT PLATE
(NH4)2HPO4
Cacangkang telur + Kitosan
SUHU 370C
HOT PLATE
Kontrol
Insitu
-
KITOSAN
Cacangkang telur+ (NH4)2HPO4 => (apatit)
HOT PLATE
Eksitu
SUHU 370C
SUHU 370C
24
Lampiran 6 Data JCPDS (a) HAp, (b) AKA, (c) AKB, (d) OKF
a
b
25
c
d
26
Lampiran 6 Probabilitas Fasa Sampel Ulangan 1 Kontrol HAp 2θ 10.76 12.54 14.78 16.76 19.96 21.44 22.58 22.88 22.56 25.98 25.94 25.82 28.18 28.76 28.9 30.9 31.26 31.64 31.72 31.84 32.86 33.12 33.54 34.12
int 48 30 28 36 28 32 40 48 48 176 200 122 74 48 72 62 94 256 284 332 208 154 84 112
AKA
AKB
OKF
int-f 14.45783 9.03614 8.43373 10.84337 8.43373 9.63855 12.04819 14.45783 14.45783 53.01205 60.24096 36.74699 22.28916 14.45783 21.68675 18.67470 28.31325 77.10843 85.54217 100.00000 62.65060 46.38554 25.30120 33.73494
Fase % 99.41791 84.13564 87.80894 99.57224 93.83543 98.60645 98.85299 99.83364 98.76543 99.60972 99.76429 99.77202 99.77594 99.51901 99.99654 97.35963 98.49392 99.69122 99.94329 99.67862 99.98783 99.22103 97.94304 99.78853
int 26 26 7 7 4 6 10 10 10 42 42 42 9 14 14 100 100 100 100 100 55 55 55 24
% 99.65495 97.06634 87.97095 99.75597 96.83155 99.66994 99.96899 98.63997 99.94241 99.88825 99.95761 99.49520 98.83904 99.12665 98.63561 98.63867 99.22864 99.56512 99.31118 98.93026 99.83845 99.04594 98.97017 99.31836
int 14 1 5 5 10 2 7 7 7 35 35 35 17 17 17 10 100 100 100 100 2 2 19 19
%
99.01267 99.16816 99.63461 99.80801 97.74586 97.24810 94.73684 97.16524 98.34639 98.59505 98.96805 97.86149 99.14090 99.60188 99.85952
int
25 25 25 <2 <2 <2 10 100 100 100 100 100 40 40 10
% 89.57307 78.16493 92.12741 95.53076 99.65311 96.84869 99.37068 99.30907 99.28267 99.90406 99.94182 99.47948 99.80801 98.30126 98.77978 97.92548 99.67794 99.83855 99.58530 99.20542 98.99487 99.52222 99.98807 98.99611
int 40 90 90 90 80 70 80 80 80 100 100 100 80 90 90 70 80 100 100 100 90 40 90 90
AKA AKA OKF AKA OKF AKA AKA HAp AKA OKF OKF HAp OKF HAp HAp OKF OKF OKF HAp HAp HAp OKF OKF HAp
27
35.56 39.46 39.74 42.12 44.02 45.36 46.72 48.04 49.34 49.52 50.4 51.18 53.32 56.2 59.92 61.66 64.32 66.42 71.98 74.02 75.6 77.24 78.94
44 56 80 42 44 44 96 70 86 124 80 68 94 32 34 44 58 32 30 34 38 40 26
13.25301 16.86747 24.09639 12.65060 13.25301 13.25301 28.91566 21.08434 25.90361 37.34940 24.09639 20.48193 28.31325 9.63855 10.24096 13.25301 17.46988 9.63855 9.03614 10.24096 11.44578 12.04819 7.83133
int
int-f
99.61041 99.25707 99.94216 99.58757 99.60774 99.88302 99.87356 99.98751 99.75335 99.88274 99.94051 99.94922 99.78009 99.31203 99.90813 99.97730 99.68339 99.91712 99.57587 99.91211 99.97751 99.82881 98.93093
4 5 20 5 4 3 24 12 26 26 15 10 12 5 3 4 7 2 2 3 4 4 4
99.77170 99.51105 99.94970
1 19 13
98.83268 99.85026 99.13962 99.04296 99.30230 99.66600 99.25432 98.07084 99.56815 99.93139 98.45481 99.97851 95.84107
6 6b 6b 2b 2b 2b 2b 10 16 16 10 10 10
98.87385 99.62097 99.71145 99.68562 98.73942 99.34986 99.60029 98.18308 99.68482 99.95151
80 80 70 90 80 80 80 90 90 90
HAp AKA AKA HAp HAp HAp HAp HAp HAp OKF HAp AKB HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp
Insitu HAp 2θ 10.36 10.92
14 12
12.06897 10.34483
AKA
AKB
OKF
Kitosan Fase
% 95.72207 99.10376
int 26 26
% 96.61475 98.16283
int
% 14 14
int
% 93.67816 87.93103
int 40 40
%
int AKA HAp
28
12.32 13.92 16.42 19.62 20.36 22.12 26.06 29.42 31.94 32.94 33.26 34.08 35.52 39.92 40.32 42.02 44.58 46.64 49.64 53.32 56 60.68 63.98 66.26 69.82 76.1 77.16
18 20 22 30 36 38 66 46 116 84 64 52 34 48 42 32 24 52 50 36 28 22 30 22 20 28 24
15.51724 17.24138 18.96552 25.86207 31.03448 32.75862 56.89655 39.65517 100.00000 72.41379 55.17241 44.82759 29.31034 41.37931 36.20690 27.58621 20.68966 44.82759 43.10345 31.03448 24.13793 18.96552 25.86207 18.96552 17.24138 24.13793 20.68966
86.16835 82.69962 97.55228 95.64385 93.63933 96.83916 99.30059 98.16193 99.36354 99.76874 98.79503 99.90602 99.72334 99.60516 99.81186 99.82597 98.39539 99.95499 99.64013 99.78009 99.67035 99.44986 99.97655 99.84178 99.69976 99.88159 99.93256
26 7 7 4 6 10 42 14 100 55 55 24 4 20 2 5 3 24 26 12 5 3 6 2 2 2 4
95.36342 92.25172 97.73228 98.58893 94.76405 97.56098 97.14818 99.20086 98.61283 99.59460 98.14394 97.40761 99.88444 99.59759 98.59155 94.31590
1 1 5 10 10 7 <1 20 100 2 19 4 1 13 13 13
98.70170 99.77857 99.27888 97.61283 99.55997 99.74245 98.72151 98.68277 98.82167 98.80782 98.60868 99.08436 99.82645 98.78896
14 10 100 100 40 10 6 6b 16 2b 2b 16 16 10b
73.56322 86.76681 97.65007 98.63757 97.95526 97.34630 98.91445 99.54659 98.88885 98.74896 99.94291 98.88006 98.98760 99.83691 97.85273 99.92379 98.91939 99.77221 99.70907
40 90 90 80 70 80 80 80 100 90 40 90 80 70 90 90 80 80 90
98.89113 97.37903 99.72801
414 414 292
98.91156 94.24036
198 198
99.31698 97.14374
160 160
98.14289 99.50993
166 166
AKA AKA AKA Kitosan OKF Kitosan HAp AKB HAp HAp OKF HAp AKA HAp HAp HAp OKF HAp AKB HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp
29
Eksitu HAp 2θ 10.14 10.72 11.04 12.64 13.6 14.66 16.52 17.9 19.06 20.02 21.38 21.9 22.98 25.44 25.88 26 27.42 28.02 28.32 28.96 29.36 29.96 31.24 31.78 31.96 33 34.08
int 28 36 38 30 30 32 32 30 38 44 38 46 50 48 58 90 36 44 54 96 50 44 54 154 166 120 74
AKA
AKB
OKF
Kitosan
int-f 16.86747 21.68675 22.89157 18.07229 18.07229 19.27711 19.27711 18.07229 22.89157 26.50602 22.89157 27.71084 30.12048 28.91566 34.93976 54.21687 21.68675 26.50602 32.53012 57.83133 30.12048 26.50602 32.53012 92.77108 100.00000 72.28916 44.57831
Fase % 93.68937 99.04832 97.99501 83.21168 80.79848 87.09601 98.14639 95.20770 98.62241 93.51630 98.33050 99.27793 99.40025 99.60140 99.99614 99.53244 97.52107 99.65501 99.27802 99.78892 98.40479 96.32859 98.43090 99.86767 99.30052 99.58617 99.90602
int 26 26 26 26 7 7 7 4 4 4 6 6 10 3 42 42 9 9 9 14 14 14 100 100 100 55 24
% 94.56309 99.97202 97.04374 97.84039 94.72869 86.52372 98.32748 96.32460 98.51657 96.52142 99.39101 98.19162 98.64597 98.73821 99.72641 99.81118 97.78192 98.27786 99.33008 98.42517 98.99855 99.94323 99.16516 99.12072 98.54934 99.41171 99.43640
int 14 14 14 1 1 1 5 1 10 10 2 2 7 3 35 35 <1 17 17 17 20 20 100 100 100 2 19
%
98.88828 99.40138 98.93493 97.48987 99.62312 99.31025 97.03477 99.98297 97.93902 97.10307 98.78155 99.34104 98.78169 99.74245
int
25 25 25 <2 <2 <2 <2 10 10 100 100 100 40 10
% 95.93596 89.98358 86.69951 78.78826 84.77217 91.37942 97.02674 97.38004 95.82223 99.35147 97.13736 96.37812 98.86899 99.46825 99.71104 99.82662 99.37245 99.62312 99.31025 98.98486 99.64795 99.65838 99.61417 99.39536 98.82554 99.16163 98.88006
int 40 40 40 90 90 90 90 80 80 80 70 80 80 80 100 100 80 80 80 90 90 70 80 100 100 40 90
%
96.06855 99.09274 96.91750 99.27471 95.82956
int
414 414 292 292 292
OKF AKA HAp AKA AKA OKF AKA OKF HAP OKF,Kitosan AKA HAp,Kitosan HAp HAp HAp OKF OKF HAp AKA HAp AKB AKA OKF HAp AKB,Hap HAp HAp
30
34.62 35.38 35.76 37.12 38.8 39.3 39.72 41.9 44 45.94 46.76 48.14 49.52 49.5 50.34 52.16 53.44 56.1 58.04 60.18 61.68 63 64.16 65.2 67.64 70.16 71.48 73.9 75.66 77.72
46 38 44 34 34 48 60 40 36 40 70 54 56 78 58 46 50 34 26 30 32 42 44 30 22 26 28 28 32 32
27.71084 22.89157 26.50602 20.48193 20.48193 28.91566 36.14458 24.09639 21.68675 24.09639 42.16867 32.53012 33.73494 46.98795 34.93976 27.71084 30.12048 20.48193 15.66265 18.07229 19.27711 25.30120 26.50602 18.07229 13.25301 15.66265 16.86747 16.86747 19.27711 19.27711
98.32002 99.88143 99.04579 95.20637 99.05793 99.66555 99.89186 99.88795 99.65335 98.60286 99.78783 99.80435 99.88274 99.92317 99.82153 99.75592 99.55454 99.49119 98.34842 99.72161 99.99027 99.46164 99.93294 99.99233 98.07881 99.21133 99.93569 99.92563 99.89813 99.20631
24 4 4 4 5 5 20 5 4 3 24 12 26 26 15 11 12 5 3 3 4 2 7 4 2 2 3 3 4 4
98.95104 99.72096 99.20798 97.85933 99.86102 99.91851 99.89940
4 1 1 <1 2 19 13
98.67712 98.33241 99.38855 96.83157 98.47466 99.74366 99.19038 98.52564 99.34805 98.38307 99.33930 98.27498 99.93139 99.89103 98.41385 99.88484 98.56118
10 6 6 6 6b 6b 6b 2b 2b 2b 16 10 16 16 16 6b 10b
99.55318 99.38574 98.30508 98.71484 99.50530 99.97202 99.66127 99.79042 98.78543 98.06288 99.51433 98.38746 99.95151 99.99192 98.29481
90 80 80 80 100 80 70 90 80 80 80 90 90 90 90
OKF HAp AKB OKF AKA OKF AKA HAp HAp HAp HAp HAp OKF OKF HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp
31
Ulangan 2 Kontrol HAp 2θ
int
AKB
OKF
int-f
Fase %
12.48 16.8 22.86 25.9 28.94 31.88 32.84 34.06 35.44 39.84 42.08 44.02 45.76 46.66 47.84 49.54 51.3 53.32 55.8 57.22 60.08 64 71.82 77.1
AKA
16 11.76471 22 16.17647 24 17.64706 62 45.58824 40 29.41176 136 100.00000 78 57.35294 54 39.70588 22 16.17647 38 27.94118 24 17.64706 22 16.17647 22 16.17647 48 35.29412 32 23.52941 58 42.64706 34 25.00000 36 26.47059 22 16.17647 20 14.70588 18 13.23529 32 23.52941 20 14.70588 22 16.17647
int 84.65804 99.80989 99.92120 99.91885 99.85813 99.55259 99.92697 99.96476 99.94918 99.80635 99.68293 99.60774 99.00015 99.99786 99.57124 99.84230 99.81643 99.78009 99.97133 99.78458 99.55591 99.81752 99.79910 99.98962
% 26 12 10 42 14 100 55 24 4 20 5 4 3 24 12 26 10 12 5 3 3 7 2 4
int 96.60190 99.99405 99.17523 99.80348 98.63753 98.80329 99.89941 99.49541 99.89008 99.79904
% 1 5 7 35 17 100 2 19 1 13
int
99.32364 25 97.10588 <2 99.09238 100 97.92366 100 99.68391 10 98.49917 6 98.88582 6b 98.94890 2b 99.30230 2b 98.78122 2b 99.12685 16 98.36630 16 99.97175 16 99.78707 10 98.78896 10b 94.08147 10b 91.38605 10b
%
int 71.92118 95.28143 99.39709 99.78809 97.10588 99.07879 99.05634 98.82203 99.21511 99.96236 99.78089 98.73942 98.46229 99.72923 97.19345 99.91110
40 AKA 90 AKA 80 HAp 100 HAp 80 HAp 100 HAp 90 HAp 90 HAp 80 HAp 70 OKF 90 OKF 80 HAp 80 HAp 80 HAp 80 HAp 90 AKB HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp
32
Insitu HAp 2θ 10.42 10.46 11.36 14.5 17.74 19.68 22.6 25.88 28.96 31.76 32.88 33.9 35.52 37.66 39.82 41.96 43.68 45.34 46.68 48.74 49.36 51.12 53.28 55.96
int 10 14 16 20 26 38 36 80 44 130 94 58 30 24 84 34 30 32 54 40 72 38 36 26
AKA
AKB
OKF
Kitosan
int-f % 7.69231 96.27645 10.76923 96.64603 12.30769 95.03834 15.38462 86.14544 20.00000 94.35668 29.23077 95.32472 27.69231 98.94055 61.53846 99.99614 33.84615 99.78892 100.00000 99.93068 72.30769 99.95131 44.61538 99.56532 23.07692 99.72334 18.46154 96.14746 64.61538 99.85665 26.15385 99.96901 23.07692 99.61686 24.61538 99.92716 41.53846 99.95928 30.76923 99.59417 55.38462 99.79378 29.23077 99.83205 27.69231 99.85527 20.00000 99.74201
Fase int 26 26 26 7 4 4 10 42 14 100 43 24 4 5 20 5 4 3 24 4 26 10 12 5
% 97.17430 97.54733 94.05950 87.76221 94.41105 98.27880 99.67803 99.72641 98.42517 99.18420 99.77749 99.96754 99.88444 99.28293 99.84909
int 14 14 14 1 5 10 7 35 17 100 2 19 1 <1 13
%
99.40138 97.03477 98.71938 97.79933 98.52426 98.72151 95.58133 98.93658 96.12833 99.91994 99.71023 96.32258 99.49985 99.60851 99.86130 98.86489 93.77776
int
25 <2 100 100 40 6 6b 6b 16 2b 2b 16 10 16 10 10b 10b
% 93.06240 92.65189 83.41544 90.38210 98.29731 98.93922 99.45870 99.71104 97.03477 99.45867 98.93339 99.91747 98.98760 97.24140 99.91218 99.93331 99.52153 99.39424 97.43413 99.61373 99.72523
int 40 40 40 90 80 80 80 100 80 100 90 90 80 80 70 90 80 80 80 90 90
%
int
73.08468 89.41532 99.19355 97.55213 82.68359
414 414 414 292 292
95.14739 99.04762 97.18821 94.14966
198 198 198 198
AKA AKA HAp OKF OKF Kitosan AKA HAp HAp HAp HAp AKA AKA AKA OKF HAp AKB HAp HAp OKF HAp AKB HAp HAp
33
60.34 61.5 63.92 66.56 69.64 71.68 75.22 76.22 77.14
26 28 34 28 20 20 24 26 26
20.00000 21.53846 26.15385 21.53846 15.38462 15.38462 18.46154 20.00000 20.00000
99.98674 99.97562 99.92965 99.70617 99.95834 99.99442 99.51973 99.77485 99.95850
3 3 6 2 2 2 4 2 4
16 10
93.66656 95.46725 99.22384 96.67805
160 160 160 160
97.00800 98.29765 99.48414
166 166 166
Eksitu HAp 2θ 10.42 10.96 11.26 14.28 17.8 19.9 20.16 23.64 26.04 28.44 29.02 31.9 32.84 33.9 39.8
int
int-f
12 14 14 18 26 30 38 38 64 40 48 142 94 56 42
% 8.45070 96.27645 9.85915 98.73418 9.85915 95.96230 12.67606 84.83840 18.30986 94.24905 21.12676 94.15457 26.76056 92.71950 26.76056 96.50644 45.07042 99.37787 28.16901 98.85123 33.80282 99.58130 100.00000 99.48957 66.19718 99.92697 39.43662 99.56532 29.57746 99.90695
AKA
AKB
OKF
Kitosan Fase
int 26 26 26 7 7 4 6 10 42 9 14 100 55 24 20
% 97.17430 97.78980 94.99207 89.46513 94.05393 97.14168 95.79780 98.78837 97.07363 99.75097 97.85211 98.73980 99.89941 99.96754 99.89940
int 14 14 14 1 5 10 10 40 <1 17 20 100 2 19 13
%
98.77944 98.88360 98.85880 99.15454 97.92366 85.52979 98.98734
int
% 93.06240 87.52053 84.44171 89.01078 97.95333 99.95475 96.99302 99.44891 25 97.05192 <2 98.88360 10 99.18994 100 99.01548 100 99.05634 40 99.91747 6b 99.86200
int 40 40 40 90 80 80 70 90 80 80 90 100 90 90 70
%
89.62739 99.69758 98.38710 92.83772
int
552 414 414 292
AKA HAp HAp AKA OKF OKF,Kitosan Kitosan OKF HAp AKA HAp HAp HAp AKA HAp
HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp
34
42.22 43.98 45.54 46.64 48.2 49.5 50.38 51.26 52.18 53.42 56.24 61.4 61.96 64.12 69.12 72.16 76.02 77.08
30 30 32 48 36 62 48 38 36 40 24 22 24 30 18 22 24 26
21.12676 21.12676 22.53521 33.80282 25.35211 43.66197 33.80282 26.76056 25.35211 28.16901 16.90141 15.49296 16.90141 21.12676 12.67606 15.49296 16.90141 18.30986
99.34918 99.69896 99.48573 99.95499 99.67947 99.92317 99.90085 99.89454 99.71749 99.59213 99.24036 99.81305 99.53627 99.99532 99.29465 99.99723 99.98684 99.96369
5 4 3 24 12 26 15 10 11 12 5 3 4 7 2 2 2 4
99.27811 99.39380 99.26784 99.08436 98.39747 99.89103 98.41574 99.86521 99.84645 98.59914
2b 2b 2b 16 10 16 10 10 6b 10b
99.44746 98.83143 98.95045 99.77221 98.51009 99.99192
90 80 80 80 90 90
OKF HAp HAp HAp HAp OKF HAp HAp AKB HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp HAp
35
Lampiran 7 Perhitungan Parameter Kisi Sampel
h 2 hk k 2
sin sin sin
l2
2
2
10 sin 2 2
C
C 2 B A
C B 2 A
2
C B A
2 3a 2
B
2
4c 2 D A 10
2
Ulangan 1 Kontrol 2θ
h
k
l
α
γ
2θ (rad) θ
δ
sin²θ
αsin²θ
γsin²θ δsin²θ
α²
γ²
δ²
αγ
γδ
αδ
a (Å)
accuracy c (Å)
accuracy
22.88 1
1
1
3
1
0.3993
0.1997
1.512
0.039
0.118
0.039
0.059
9
1
2.2851
3
1.5117
4.535
9.35847
99.22
99.851
25.82 0
0
2
0
4
0.4506
0.2253
1.897
0.05
0
0.2
0.095
0
16
3.5985
0
7.5879
0
28.76 2
1
0
7
0
0.502
0.251
2.315
0.062
0.432
0
0.143
49
0
5.359
0
0
16.2
28.9
2
1
0
7
0
0.5044
0.2522
2.336
0.062
0.436
0
0.145
49
0
5.455
0
0
16.35
31.72 2
1
1
7
1
0.5536
0.2768
2.764
0.075
0.523
0.075
0.206
49
1
7.6414
7
2.7643
19.35
31.84 2
1
1
7
1
0.5557
0.2779
2.783
0.075
0.527
0.075
0.209
49
1
7.7454
7
2.7831
19.48
32.86 3
0
0
9
0
0.5735
0.2868
2.944
0.08
0.72
0
0.236
81
0
8.6671
0
0
26.5
33.12 3
0
0
9
0
0.5781
0.289
2.985
0.081
0.731
0
0.243
81
0
8.9129
0
0
26.87
34.12 2
0
2
4
4
0.5955
0.2978
3.146
0.086
0.344
0.344
0.271
16
16
9.8997
16
12.586
12.59
35.56 3
0
1
9
1
0.6206
0.3103
3.382
0.093
0.839
0.093
0.315
81
1
11.438
9
3.382
30.44
42.12 1
3
1
13
1
0.7351
0.3676
4.498
0.129
1.679
0.129
0.581
169
1
20.233
13
4.4982
58.48
44.02 1
1
3
3
9
0.7683
0.3841
4.829
0.14
0.421
1.264
0.678
9
81
23.319
27
43.461
14.49
45.36 2
0
3
4
9
0.7917
0.3958
5.063
0.149
0.595
1.338
0.753
16
81
25.632
36
45.565
20.25
46.72 2
2
2
12
4
0.8154
0.4077
5.3
0.157
1.887
0.629
0.833
144
16
28.09
48
21.2
63.6
48.04 1
3
2
13
4
0.8385
0.4192
5.53
0.166
2.154
0.663
0.916
169
16
30.576
52
22.118
71.88
49.34 2
1
3
7
9
0.8611
0.4306
5.755
0.174
1.219
1.568
1.003
49
81
33.115
63
51.791
40.28
50.4
3
2
1
19
1
0.8796
0.4398
5.937
0.181
3.444
0.181
1.076
361
1
35.246
19
5.9369
112.8
53.32 0
0
4
0
16
0.9306
0.4653
6.432
0.201
0
3.221
1.295
0
256
41.367
0
102.91
0
6.8913
36
56.2
3
2
2
19
4
0.9809
0.4904
6.905
0.222
4.215
0.887
1.532
361
16
47.683
76
27.621
131.2
59.92 2
4
0
28
0
1.0458
0.5229
7.488
0.249
6.983
0
1.867
784
0
56.068
0
0
209.7
61.66 1
2
4
7
16
1.0762
0.5381
7.747
0.263
1.839
4.202
2.035
49
256
60.009
112
123.94
54.23
64.32 3
2
3
19
9
1.1226
0.5613
8.122
0.283
5.383
2.55
2.301
361
81
65.968
171
73.099
154.3
66.42 4
1
3
21
9
1.1592
0.5796
8.4
0.3
6.3
2.7
2.52
441
81
70.556
189
75.598
176.4
71.98 4
0
4
16
16
1.2563
0.6281
9.043
0.345
5.525
5.525
3.123
256
256
81.776
256
144.69
144.7
74.02 2
4
3
28
9
1.2919
0.6459
9.242
0.362
10.15
3.261
3.349
784
81
85.416
252
83.179
258.8
75.6
2
1
5
7
25
1.3195
0.6597
9.382
0.376
2.63
9.391
3.524
49
625
88.013
175
234.54
65.67
77.24 5
1
3
31
9
1.3481
0.674
9.512
0.39
12.08
3.506
3.706
961
81
90.481
279
85.609
294.9
78.94 2
5
2
39
4
1.3778
0.6889
9.632
0.404
15.76
1.616
3.892
1521 16
92.775
156
38.528
375.6
79.74 2
5
2
39
4
1.3917
0.6959
9.683
0.411
16.03
1.644
3.979
1521 16
1015.2
156
38.731
377.6
5.607
103
45.1
40.88
8469 2078
2062.6
2122
1253.6
2797
Σ
Insitu 2θ
h
k
l
α
γ
2θ (rad) θ
δ
sin²θ
αsin²θ
γsin²θ
δsin²θ
α²
γ²
δ²
αγ
γδ
αδ
a (Å)
accuracy
c (Å)
accuracy
10.92
1
0
0
1
0
0.191
0.095
0.359
0.0091
0.009
0
0.003
1
0
0.129
0
0
0.36
9.4603
99.69976
6.9204
99.4277
26.06
0
0
2
0
4
0.455
0.227
1.93
0.0508
0
0.2033
0.098
0
16
3.725
0
7.72
0
31.94
2
1
1
7
1
0.557
0.279
2.799
0.0757
0.53
0.0757
0.212
49
1
7.833
7
2.799 19.6
32.94
3
0
0
9
0
0.575
0.287
2.957
0.0804
0.723
0
0.238
81
0
8.742
0
0
34.08
2
0
2
4
4
0.595
0.297
3.14
0.0859
0.343
0.3435
0.27
16
16
9.859
16
12.56 12.6
39.92
1
3
0
13
0
0.697
0.348
4.118
0.1165
1.515
0
0.48
169
0
16.96
0
0
40.32
2
2
1
12
1
0.704
0.352
4.187
0.1188
1.425
0.1188
0.497
144
1
17.53
12
4.187 50.2
42.02
1
3
1
13
1
0.733
0.367
4.481
0.1285
1.671
0.1285
0.576
169
1
20.08
13
4.481 58.3
46.64
2
2
2
12
4
0.814
0.407
5.286
0.1567
1.881
0.6268
0.828
144
16
27.94
48
21.14 63.4
53.32
0
0
4
0
16
0.931
0.465
6.432
0.2013
0
3.2212
1.295
0
256
41.37
0
102.9 0
56
3
2
2
19
4
0.977
0.489
6.873
0.2204
4.188
0.8816
1.515
361
16
47.24
76
27.49 131
60.68
3
3
1
27
1
1.059
0.53
7.602
0.2552
6.889
0.2552
1.94
729
1
57.79
27
7.602 205
63.98
3
0
4
9
16
1.117
0.558
8.076
0.2807
2.526
4.4905
2.266
81
256
65.21
144
129.2 72.7
66.26
4
1
3
21
9
1.156
0.578
8.379
0.2987
6.273
2.6883
2.503
441
81
70.21
189
75.41 176
26.6 53.5
37
69.82
5
1
2
31
4
1.219
0.609
8.81
0.3275
10.15
1.3101
2.885
961
16
77.61
124
35.24 273
76.1
3
4
2
37
4
1.328
0.664
9.423
0.3799
14.06
1.5195
3.58
1369
16
88.79
148
37.69 349
77.16
5
1
3
31
9
1.347
0.673
9.506
0.3889
12.06
3.4999
3.697
961
81
90.37
279
85.56 295
3.1749
64.24
19.363
22.88
5676
774
651.4
1083
554
Σ
1786
Eksitu 2θ
h
k
l
α
γ
2θ (rad)
θ
δ
sin²θ
αsin²θ
γsin²θ
δsin²θ
α²
γ²
δ²
αγ
γδ
αδ
a (Å)
accuracy
c (Å)
accuracy
11
1
0
0
1
0
0.1927
0.096
0.367
0.0093
0.0093
0
0.0034
1
0
0.13
0
0
0.367
9.3493
99.2175
6.8091
98.9545
19.1
1
1
0
3
0
0.3327
0.166
1.066
0.0274
0.0822
0
0.0292
9
0
1.14
0
0
3.199
21.9
2
0
0
4
0
0.3822
0.191
1.391
0.0361
0.1443
0
0.0502
16
0
1.94
0
0
5.565
23
1
1
1
3
1
0.4011
0.201
1.524
0.0397
0.119
0.03968
0.0605
9
1
2.32
3
1.524
4.573
25.4
2
0
1
4
1
0.444
0.222
1.845
0.0485
0.1939
0.04848
0.0895
16
1
3.4
4
1.845
7.381
25.9
0
0
2
0
4
0.4517
0.226
1.905
0.0501
0
0.20058
0.0955
0
16
3.63
0
7.621
0
28
1
0
2
1
4
0.489
0.245
2.207
0.0586
0.0586
0.23443
0.1293
1
16
4.87
4
8.828
2.207
29
2
1
0
7
0
0.5054
0.253
2.344
0.0625
0.4376
0
0.1466
49
0
5.5
0
0
16.41
31.8
2
1
1
7
1
0.5547
0.277
2.774
0.075
0.5247
0.07496
0.2079
49
1
7.69
7
2.774
19.42
33
3
0
0
9
0
0.576
0.288
2.966
0.0807
0.726
0
0.2393
81
0
8.8
0
0
26.7
34.1
2
0
2
4
4
0.5948
0.297
3.14
0.0859
0.3435
0.34349
0.2696
16
16
9.86
16
12.56
12.56
35.4
3
0
1
9
1
0.6175
0.309
3.352
0.0923
0.831
0.09233
0.3095
81
1
11.2
9
3.352
30.17
41.9
1
3
1
13
1
0.7313
0.366
4.46
0.1278
1.662
0.12784
0.5702
169
1
19.9
13
4.46
57.98
44
1
1
3
3
9
0.7679
0.384
4.825
0.1403
0.421
1.26296
0.6772
9
81
23.3
27
43.43
14.48
45.9
2
0
3
4
9
0.8018
0.401
5.164
0.1523
0.6092
1.37064
0.7864
16
81
26.7
36
46.48
20.66
46.8
2
2
2
12
4
0.8161
0.408
5.307
0.1575
1.8897
0.62988
0.8357
144
16
28.2
48
21.23
63.68
48.1
1
3
2
13
4
0.8402
0.42
5.547
0.1663
2.1625
0.66537
0.9227
169
16
30.8
52
22.19
72.11
50.3
3
2
1
19
1
0.8786
0.439
5.927
0.1809
3.4368
0.18088
1.072
361
1
35.1
19
5.927
112.6
52.2
4
0
2
16
4
0.9104
0.455
6.237
0.1933
3.0923
0.77308
1.2054
256
16
38.9
64
24.95
99.79
53.4
0
0
4
0
16
0.9327
0.466
6.452
0.2022
0
3.23466
1.3043
0
256
41.6
0
103.2
0
56.1
3
2
2
19
4
0.9791
0.49
6.889
0.2211
4.2014
0.8845
1.5234
361
16
47.5
76
27.56
130.9
58
3
1
3
13
9
1.013
0.506
7.198
0.2353
3.0594
2.11801
1.694
169
81
51.8
117
64.78
93.58
60.2
3
3
1
27
1
1.0503
0.525
7.527
0.2514
6.7867
0.25136
1.892
729
1
56.7
27
7.527
203.2
38
61.7
1
2
4
7
16
1.0765
0.538
7.749
0.2628
1.8396
4.20481
2.0366
49
256
60.1
112
124
54.25
63
5
1
0
31
0
1.0996
0.55
7.939
0.273
8.4631
0
2.1673
961
0
63
0
0
246.1
64.2
3
2
3
19
9
1.1198
0.56
8.1
0.2821
5.3593
2.53861
2.2848
361
81
65.6
171
72.9
153.9
65.2
3
3
2
27
4
1.138
0.569
8.241
0.2903
7.8373
1.16109
2.392
729
16
67.9
108
32.96
222.5
67.6
4
1
3
21
9
1.1805
0.59
8.553
0.3098
6.5055
2.78807
2.6495
441
81
73.1
189
76.97
179.6
70.2
5
1
2
31
4
1.2245
0.612
8.848
0.3303
10.239
1.3212
2.9225
961
16
78.3
124
35.39
274.3
71.5
4
3
1
37
1
1.2476
0.624
8.991
0.3412
12.624
0.34118
3.0676
1369
1
80.8
37
8.991
332.7
73.9
2
4
3
28
9
1.2898
0.645
9.231
0.3613
10.118
3.25206
3.3355
784
81
85.2
252
83.08
258.5
75.7
2
1
5
7
25
1.3205
0.66
9.387
0.3762
2.6331
9.404
3.5308
49
625
88.1
175
234.7
65.71
77.7
5
1
3
31
9
1.3565
0.678
9.548
0.3937
12.203
3.54288
3.7584
961
81
91.2
279
85.93
296
79.2
2
5
2
39
4
1.3816
0.691
9.646
0.406
15.833
1.62386
3.916
1521
16
93.1
156
38.59
376.2
6.321
124.45
42.7109
46.175
10897
1872
1307
2125
1204
3457
Σ
Ulangan 2 Kontrol 2θ
h
k
l
α
γ
2θ (rad) θ
δ
sin²θ
αsin²θ
γsin²θ δsin²θ
α²
γ²
δ²
αγ
γδ
αδ
a (Å)
accuracy
c (Å)
accuracy
22.9
1
1
1
3
1
0.399
0.1995
1.5092
0.039
0.118
0.039
0.0593
9
1
2.278
3
1.51
4.527
9.4807
99.4835
6.8751
99.9149
25.9
0
0
2
0
4
0.452
0.226
1.9079
0.05
0
0.201
0.0958
0
16
3.64
0
7.63
0
28.9
2
1
0
7
0
0.5051
0.2525
2.3415
0.062
0.437
0
0.1462
49
0
5.483
0
0
16.39
31.9
2
1
1
7
1
0.5564
0.2782
2.7893
0.075
0.528
0.075
0.2104
49
1
7.78
7
2.79
19.53
32.8
3
0
0
9
0
0.5732
0.2866
2.9408
0.08
0.719
0
0.235
81
0
8.648
0
0
26.47
34.1
2
0
2
4
4
0.5945
0.2972
3.1367
0.086
0.343
0.343
0.269
16
16
9.839
16
12.5
12.55
35.4
3
0
1
9
1
0.6185
0.3093
3.3622
0.093
0.834
0.093
0.3115
81
1
11.3
9
3.36
30.26
44
1
1
3
3
9
0.7683
0.3841
4.829
0.14
0.421
1.264
0.6782
9
81
23.32
27
43.5
14.49
45.8
2
0
3
4
9
0.7987
0.3993
5.1326
0.151
0.605
1.36
0.7759
16
81
26.34
36
46.2
20.53
46.7
2
2
2
12
4
0.8144
0.4072
5.2895
0.157
1.882
0.627
0.8296
144
16
27.98
48
21.2
63.47
47.8
1
3
2
13
4
0.835
0.4175
5.4948
0.164
2.137
0.658
0.9033
169
16
30.19
52
22
71.43
51.3
4
1
0
21
0
0.8954
0.4477
6.0907
0.187
3.935
0
1.1413
441
0
37.1
0
0
127.9
53.3
0
0
4
0
16
0.9306
0.4653
6.4318
0.201
0
3.221
1.2949
0
256
41.37
0
103
0
55.8
3
2
2
19
4
0.9739
0.4869
6.8406
0.219
4.16
0.876
1.4978
361
16
46.79
76
27.4
130
39
57.2
3
1
3
13
9
0.9987
0.4993
7.0687
0.229
2.981
2.064
1.6208
169
81
49.97
117
63.6
91.89
60.1
3
3
1
27
1
1.0486
0.5243
7.512
0.251
6.766
0.251
1.8825
729
1
56.43
27
7.51
202.8
64
3
2
3
19
9
1.117
0.5585
8.0783
0.281
5.335
2.527
2.2685
361
81
65.26
171
72.7
153.5
71.8
4
0
4
16
16
1.2535
0.6267
9.0265
0.344
5.504
5.504
3.1051
256
256
81.48
256
144
144.4
77.1
5
1
3
31
9
1.3456
0.6728
9.5016
0.388
12.04
3.495
3.6901
961
81
90.28
279
85.5
294.5
3.199
48.75
22.6
21.015
3901
1001 625.5
1124 665
1425
Σ
Insitu 2θ
h
k
l
α
γ
2θ (rad) θ
δ
sin²θ
αsin²θ
γsin²θ
δsin²θ
α²
γ²
δ²
αγ
γδ
αδ
a (Å)
accuracy
c (Å)
accuracy
11.4
1
0
0
1
0
0.198
0.0991
0.388
0.01
0.01
0
0.004
1
0
0.1505
0
0
0.388
9.49956
99.2837
6.94256
99.10541
25.9
0
0
2
0
4
0.452
0.2258
1.905
0.05
0
0.201
0.096
0
16
3.6298
0
7.621
0
29
2
1
0
7
0
0.505
0.2527
2.344
0.06
0.438
0
0.147
49
0
5.4965
0
0
16.41
31.8
2
1
1
7
1
0.554
0.2772
2.771
0.07
0.524
0.075
0.207
49
1
7.676
7
2.771
19.39
32.9
3
0
0
9
0
0.574
0.2869
2.947
0.08
0.721
0
0.236
81
0
8.6859
0
0
26.52
42
1
3
1
13
1
0.732
0.3662
4.47
0.13
1.667
0.128
0.573
169
1
19.984
13
4.47
58.12
45.3
2
0
3
4
9
0.791
0.3957
5.059
0.15
0.594
1.337
0.752
16
81
25.597
36
45.53
20.24
46.7
2
2
2
12
4
0.815
0.4074
5.293
0.16
1.884
0.628
0.831
144
16
28.016
48
21.17
63.52
49.4
2
1
3
7
9
0.861
0.4307
5.758
0.17
1.22
1.569
1.004
49
81
33.155
63
51.82
40.31
53.3
0
0
4
0
16
0.93
0.465
6.425
0.2
0
3.217
1.292
0
256
41.281
0
102.8
0
56
3
2
2
19
4
0.977
0.4883
6.867
0.22
4.182
0.88
1.511
361
16
47.149
76
27.47
130.5
60.3
3
3
1
27
1
1.053
0.5266
7.551
0.25
6.819
0.253
1.907
729
1
57.02
27
7.551
203.9
61.5
2
4
1
28
1
1.073
0.5367
7.723
0.26
7.32
0.261
2.019
784
1
59.647
28
7.723
216.2
63.9
3
0
4
9
16
1.116
0.5578
8.067
0.28
2.522
4.483
2.26
81
256
65.081
144
129.1
72.61
66.6
4
1
3
21
9
1.162
0.5808
8.418
0.3
6.323
2.71
2.535
441
81
70.856
189
75.76
176.8
69.6
5
1
2
31
4
1.215
0.6077
8.79
0.33
10.11
1.304
2.866
961
16
77.255
124
35.16
272.5
71.7
4
0
4
16
16
1.251
0.6255
9.012
0.34
5.485
5.485
3.09
256
256
81.216
256
144.2
144.2
75.2
2
1
5
7
25
1.313
0.6564
9.349
0.37
2.607
9.311
3.482
49
625
87.407
175
233.7
65.44
76.2
6
1
0
43
0
1.33
0.6651
9.433
0.38
16.38
0
3.593
1849
0
88.974
0
0
405.6
77.1
5
1
3
31
9
1.346
0.6732
9.505
0.39
12.05
3.498
3.695
961
81
90.338
279
85.54
294.6
4.21
80.85
35.34
32.1
7030
1785
898.61
1465
982.4
2227
Σ
40
Eksitu 2θ
h
k
l
α
γ
2θ (rad)
θ
δ
sin²θ
αsin²θ
γsin²θ
δsin²θ
α²
γ²
δ²
αγ
γδ
αδ
a (Å)
accuracy
c (Å)
accuracy
10.96
1
0
0
1
0
0.19129
0.0956
0.361
0.009
0.0091
0
0.003
1
0
0.13
0
0
0.361
9.519
99.07435
6.914
99.5264
11.26
1
0
0
1
0
0.19652
0.0983
0.381
0.01
0.0096
0
0.004
1
0
0.15
0
0
0.381
26.04
0
0
2
4
0.45448
0.2272
1.927
0.051
0
0.203
0.098
0
16
3.71
0
7.709
0
29.02
2
1
0
7
0
0.50649
0.2532
2.353
0.063
0.4394
0
0.148
49
0
5.54
0
0
16.47
31.9
2
1
1
7
1
0.55676
0.2784
2.792
0.076
0.5286
0.076
0.211
49
1
7.8
7
2.792
19.55
32.84
3
0
0
9
0
0.57316
0.2866
2.941
0.08
0.7191
0
0.235
81
0
8.65
0
0
26.47
39.8
1
3
0
13
0
0.69464
0.3473
4.097
0.116
1.5061
0
0.475
169
0
16.8
0
0
53.27
43.98
1
1
3
3
9
0.76759
0.3838
4.822
0.14
0.4206
1.262
0.676
9
81
23.3
27
43.4
14.47
45.54
2
0
3
4
9
0.79482
0.3974
5.094
0.15
0.5992
1.348
0.763
16
81
26
36
45.85
20.38
46.64
2
2
2
12
4
0.81402
0.407
5.286
0.157
1.8805
0.627
0.828
144
16
27.9
48
21.14
63.43
48.2
1
3
2
13
4
0.84125
0.4206
5.557
0.167
2.1675
0.667
0.927
169
16
30.9
52
22.23
72.25
50.38
3
2
1
19
1
0.87929
0.4396
5.933
0.181
3.4419
0.181
1.075
361
1
35.2
19
5.933
112.7
51.26
4
1
0
21
0
0.89465
0.4473
6.084
0.187
3.9292
0
1.138
441
0
37
0
0
127.8
53.42
0
0
4
0
16
0.93235
0.4662
6.448
0.202
0
3.232
1.303
0
256
41.6
0
103.2
0
56.24
3
2
2
19
4
0.98157
0.4908
6.912
0.222
4.2207
0.889
1.535
361
16
47.8
76
27.65
131.3
61.4
2
4
1
28
1
1.07163
0.5358
7.709
0.261
7.2983
0.261
2.009
784
1
59.4
28
7.709
215.8
61.96
1
2
4
7
16
1.0814
0.5407
7.79
0.265
1.8547
4.239
2.064
49
256
60.7
112
124.6
54.53
64.12
3
2
3
19
9
1.1191
0.5596
8.095
0.282
5.3533
2.536
2.281
361
81
65.5
171
72.85
153.8
69.12
5
1
2
31
4
1.20637
0.6032
8.73
0.322
9.9755
1.287
2.809
961
16
76.2
124
34.92
270.6
72.16
5
2
0
39
0
1.25942
0.6297
9.061
0.347
13.526
0
3.143
1521
0
82.1
0
0
353.4
76.02
3
4
2
37
4
1.32679
0.6634
9.416
0.379
14.031
1.517
3.571
1369
16
88.7
148
37.67
348.4
77.08
5
1
3
31
9
1.34529
0.6726
9.5
0.388
12.034
3.494
3.688
961
81
90.3
279
85.5
294.5
4.053
83.944
21.82
28.98
7857
935
835
1127
643.2
2350
Σ
41
Lampiran 8 Perhitungan Ukuran Kristal Sampel
D
k , k = 0.94, λ = 0.154060 nm Cos
Ulangan 1 Kode Sampael Kontrol Insitu Eksitu Ulangan 2 Kode Sampael Kontrol Insitu Eksitu
2θ (deg) 25.9277 26.0192 26.0342
2θ (deg) 25.9227 25.926 25.9543
θ (deg) 12.96385 13.0096 13.0171
θ (deg) 12.96135 12.963 12.97715
Cos θ 0.974537527 0.974358267 0.974328821
Cos θ 0.974547305 0.974540851 0.974485478
β/2 (deg) 0.28665 0.305 0.31
β/2 (deg) 0.32835 0.29165 0.32
β/2 (rad) 0.00500 0.00532 0.00541
β/2 (rad) 0.00573 0.00509 0.00558
β Cos θ 0.0048731 0.0051841 0.005269
D002 (nm) 29.71735079 27.93457644 27.48484937
β Cos θ 0.0055821 0.0049581 0.0054398
D002 (nm) 25.94302767 29.20778173 26.62166746
42
Lampiran 9 Komposisi Unsur-Unsur dalam Sampel Hasil Karakterisasi EDXA
% Massa Ca Ca mol Ca Mr Ca P mol P % Massa P Mr P Unsur
O P Ca Ca/P
a 39.97 17.94 42.09 1.817
Kontrol b 29.59 70.41 1.843
a 40.29 18.44 41.27 1.733
% Massa Insitu b 30.57 69.43 1.7588
a 37.60 14.23 48.17 2.6214
Eksitu b 22.63 77.37 2.6475
43
Kontrol
44
Insitu
45
Eksitu
