Melihat dari Dekat Tanaman Bambu: Sunari dan Serat Termoplastik

Bambu kuning (Bambusa vulgaris var. striata) adalah salah satu jenis bambu peliharaan / budidaya. Bambu jenis ini memiliki ciri batang yang beruas-ruas, tinggi, dan batangnya berwarna kuning. Biasanya, bambu jenis ini hidup di lingkungan tropis. Di kawasan Asia Tenggara, bambu jenis ini banyak dibudidayakan. Ia sering dijumpai di desa-desa, di pinggir-pinggir sungai, dan sebagai tanaman hiasan di perkotaan. Rebung adalah batang (batang) bambu yang masih muda. Beberapa spesies dapat dimakan, bergizi, dan bermanfaat bagi banyak orang.

Bambu merupakan tanaman yang banyak diteliti penelusuran lewat  frase  (Bambusa vulgaris*) , lewat google scholar  telah ditemukan  sebanyak 19.600   buah artikel, sedangkan paten  tentang bambu, sebanyak 100.000 paten, sedanagkan paten dengan bambu Indonesia sebanyak 2,506  buah. Luar biasa riset paten bambu telah dilakukan. 

Di Bali,  yang kental dengan tradisi, salah satu bambu kuning, dibuat sarana upacara  sebagai  salah satu sunari. Apakah yang dimaksud dengan Sunari dan apa makna dalam tradisi  Bali? 

Sunari berasal dari kata su dan nari. Su artinya baik atau taksu dan nari artinya widyadara dan widyadari. Menyitir pendapat beberapa sumber,  sunari atau sunar berarti sinar. Atau ada pendapat lain menyebut sunari sama dengan sundari yang artinya buluh perindu atau wanita cantik. Dalam bahasa Sansekerta, sundarigama berasal dari kata sundari yang artinya terang dan gama artinya pentunjuk atau jalan.

Jadi, sunari merupakan salah satu uparengga atau pelengkap yadnya agama Hindu. Umumnya digunakan dalam upacara ngenteg linggih, ngusaba desa, ngusaba nini, pangerorasan atau mamukur, ngrasakin dan mabiukukung di sawah. Penggunaan sunari dalam upacara yadnya bertujuan agar para widyadara-widyadari atau para dewa turun dari kahyangan menyaksikan dan menganugerai kesejahteraan serta keselamatan pada upacara yang sedang berlangsung. Penggunaan sunari di sawah yakni ngarad Dewi Sri atau dewanya padi dan Dewa Rare Angon atau dewa pengembala agar padi tumbuh subur dan berhasil baik. Begitu pula terhadap ternak,

Sunari dipasang di parahyangan bersamaan dengan upacara negtegang beras dan menstanakan Dewa Rare Angon. Dikatakan, sunari dibuat menggunakan bambu yang ruasnya panjang dan kulitnya tipis seperti bambu buluh gading. Kemudian dihiasi dengan wujud kera dibuat dengan ijuk, sebagai simbol Sang Hyang Maruti atau Hanoman (Dewa Bayu atau Dewa Angin). Kemudian diisi dengan klangsah kelabang mantri dari daun kelapa dan kain putih kuning.

Agar menghasilkan suara nyaring, ruas-ruas bambu tersebut dilubangi dengan teknik khusus. Jika diterpa angin akan menghasilkan suara. Ada tujuh lubang yang dibuat dari atas ke bawah. Lubang paling atas berbentuk segitiga sama sisi melambangkan nada atau bintang. Lubang kedua berbentuk bulat atau nol melambangkan windu.

Lubang ketiga berbetuk bulan sabit melambangkan ardha candra. Lubang keempat berbentuk tegak lurus (elu) perlambang purusa atau lingga. Lubang kelima berbentuk lubang lesung, melambangkan yoni atau predana.

Lubang selanjutnya berbentuk swastika simbol keseimbangan. Terakhir, lubang segi empat melambangkan bumi. 'adi semua lubang itu memiliki makna. Sunari adalah suatu pelengkap upacara (uparengga) yang dibuat sesuai plutuk beserta upacaranya. Terutama pada waktu upacara ngenteg linggih di parahyangan dan saat mabiukukung di sawah.

BEBERAPA BAMBU KUNING DI BUDAYA BALI

Negara-negara Asia telah mengkonsumsinya selama ribuan tahun. Rumpun tersebut menghasilkan banyak tunas muda, namun tidak semuanya dapat tumbuh dan berkembang menjadi batang bambu. Tunas mudanya dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan hortikultura komoditas karena biasanya dipanen dan dikonsumsi sebagai sayuran untuk beberapa masakan.

Semua spesies bambu menghasilkan rebung. Padahal rebung mengandung HCN (sianogenik glikosida) yang berkontribusi terhadap rasa pahit . Meskipun konsentrasinya bergantung pada spesies, umur panen, ketinggian tempat, curah hujan, suhu, dan porsi tunas. Meski rasanya sedikit pahit, tapi memang begitu mudah dihilangkan dengan beberapa cara seperti perebusan, perendaman, pengeringan, dan fermentasi.

Dari segi rasa, rebung yang rasanya sangat pahit seperti Gigantochloa apus, yang rasanya manis seperti Dendrocalmua asper, D. latiflorus, Phyllostacys aurea, dan mempunyai rasa agak pahit, kasar seperti Bambusa vulgaris var. striata, B. vulgaris v. vitata, B. blumeana, B, maculata. Salah satu spesies bambu Umumnya penghasil rebung adalah bambu ampel kuning (B. vulgaris var. striata).

Bambu ampel kuning (B. vulgaris var. striata) dibudidayakan oleh masyarakat sekitar Desa Banyumeneng dan sekitarnya, kecamatan Meranggen, Kabupaten Demak. Jenis bambu ini banyak ditanam di pekarangan atau kebun yang berbatasan dengan hutan lindung, pada lahan yang tidak subur, dan pada kawasan yang sering tergenang air. 

Spesies dari Bambusa toleran terhadap daerah banjir  dan masyarakat di daerah ini telah menanam dan membudidayakan tanaman tersebut untuk menghasilkan rebung. Kondisi ini menunjukkan bahwa jenis bambu ini dapat bertransformasi menjadi kurang produktif lahan marginal menjadi lahan yang lebih produktif. Budidaya bambu ampel kuning untuk produksi tunas dapat dimanfaatkan untuk pengembangan agroforestri di lahan marjinal, terutama di sekitar hutan lindung, dan hal ini dapat mengurangi tekanan perambahan hutan. 

Dari lahan marginal, budidaya rebung juga dapat dikembangkan pada hamparan lahan secara komersial bisnis. Produksi rebung dalam skala komersial saat ini sangat terbatas. Hal ini disebabkan karena adanya kekurangan informasi teknik budidaya bambu untuk produksi rebung dan belum tersedianya informasi keuntungan bisnis. Hal ini kemudian menghambat pemilik modal untuk berinvestasi di sektor ini. 

Oleh karena itu, dalam   suatu usaha komersil, informasi teknik budidaya dan kelayakan ekonomi rebung produksi diperlukan. Diperlukan untuk  menganalisis kelayakan finansial budidaya bambu ampel kuning (Bambusa vulgaris var striata) sebagai sumber rebung. 

POHON BAMBU KUNING

Bambu kuning dapat diperbanyak dengan cara stek (rhizoma, rumpun, atau cabang), cangkok, dan kultur jaringan. Namun, cara termudah dan sering dilakukan adalah stek rumpun atau cabang.Umumnya, rumpun yang akan distek adalah rumpun yang tidak terlalu muda atau tidak terlalu tua. Rebusan pada bambu ini mengandung saponin dan flavonoida. Tidak hanya itu, bambu kuning ini mengandung sumber potassium yang rendah kalori, serta memiliki rasa manis yang terkenal sebagai sumber protein dan nutrisi yang baik bagi tubuh. Bambu ini memiliki khasiat mengobati bermacam jenis infeksi dan pencegah hepatitis.

Bambusa vulgaris, bambu biasa, merupakan jenis bambu bertipe rumpun terbuka. Tanaman ini berasal dari Bangladesh, India, Sri Lanka, Asia Tenggara, dan provinsi Yunnan di Tiongkok selatan, namun telah dibudidayakan secara luas di banyak tempat lain dan telah dinaturalisasi di beberapa wilayah. Di antara spesies bambu, bambu merupakan salah satu yang terbesar dan paling mudah dikenali.

SELAYANG PANDANG TANAMAN BAMBU

Bambusa vulgaris membentuk rumpun yang agak longgar dan tidak berduri. Ia memiliki batang (batang) berwarna kuning lemon dengan garis-garis hijau dan daun hijau tua. Batangnya tidak lurus, tidak mudah terbelah, tidak lentur, berdinding tebal, dan awalnya kuat. Batang yang berumbai padat tumbuh setinggi 10--20 m (30--70 kaki) dan tebal 4--10 cm (2--4 inci). Batang pada dasarnya lurus atau lentur (dibengkokkan secara bergantian ke berbagai arah), terkulai di ujungnya. Dinding batangnya agak tebal. Node sedikit meningkat. Ruasnya berukuran 20--45 cm (7,9--17,7 inci). Beberapa cabang berkembang dari buku tengah batang ke atas. Daun batang meranggas dengan pubertas yang lebat.Bilah daun berbentuk lanset sempit.

Pembungaan tidak umum, dan tidak ada biji. Buah-buahan jarang ditemukan karena rendahnya viabilitas serbuk sari yang disebabkan oleh meiosis tidak teratur. Dalam selang waktu beberapa dekade, seluruh populasi di suatu wilayah mekar sekaligus, dan masing-masing batang menghasilkan bunga dalam jumlah besar. Vegetasi berkembang biak melalui pembelahan rumpun, dengan pemotongan rimpang, batang dan cabang, pelapisan, dan marcotting.

 Cara budidaya yang paling mudah dan banyak dilakukan adalah dengan memotong batang atau dahan. Di Filipina, hasil terbaik diperoleh dari stek satu ruas dari bagian bawah batang berumur enam bulan. Ketika batang mati, rumpun tersebut biasanya bertahan. Rumpun dapat tumbuh dari batang yang digunakan sebagai tiang, pagar, penyangga, tiang pancang, atau tiang. Rimpangnya memanjang hingga 80 cm sebelum mengarah ke atas sehingga membentuk rumpun terbuka dan menyebar dengan cepat.Perbanyakan B. vulgaris yang mudah menjelaskan kemunculannya yang tampaknya liar.Komposisi kimia rata-rata adalah selulosa 41--44%, pentosan 21--23%, lignin 26--28%, abu 1,7--1,9%, dan silika 0,6--0,7%.

TAKSONOMI

Taksa bambusoid telah lama dianggap sebagai rumput yang paling "primitif", sebagian besar karena adanya bracts, bunga tak tentu, pseudospikelet (satuan bunga atau kelompok bunga dan glume atau struktur mirip daun pada bambu berkayu yang mirip dengan spikelet atau rumpun. Rumput dan bunga dengan tiga lodikula (struktur mirip sisik kecil di dasar kuntum atau rumpun bunga rumput, ditemukan di antara lemma, bagian terbawah dari bulir, dan organ seksual bunga) , enam benang sari, dan tiga kepala putik.  Bambu adalah salah satu tanaman dengan pertumbuhan tercepat di dunia.

B. vulgaris adalah spesies dari genus besar Bambusa dari suku bambu rumpun Bambuseae, yang sebagian besar ditemukan di daerah tropis dan subtropis Asia, terutama di daerah tropis basah. Sistem rimpang pachymorph (simpodial atau superposisi sedemikian rupa untuk meniru sumbu sederhana) pada bambu yang menggumpal mengembang secara horizontal hanya dalam jarak pendek setiap tahunnya.

 Tunas muncul dalam kebiasaan (kelompok) yang rapat atau terbuka, tergantung spesiesnya; bambu biasa memiliki kelompok terbuka. Terlepas dari tingkat keterbukaan kebiasaan penggumpalan masing-masing spesies, tidak ada satu pun penggumpal yang dianggap invasif.Batang baru hanya dapat terbentuk di bagian paling ujung rimpang. Bambuseae adalah sekelompok tanaman hijau abadi di subfamili Bambusoideae, yang ditandai dengan memiliki tiga stigmata dan perilaku seperti pohon.

TERMOSET YANG DIPERKUAT SERAT BAMBU DAN KOMPOSIT POLIMER TERMOPLASTIK

Komposit yang diperkuat serat alam, khususnya bambu, merupakan material alternatif untuk bersaing dengan material konvensional. Sifatnya yang ramah lingkungan, terbarukan, berbiaya rendah, kepadatan rendah, tidak beracun, dan sepenuhnya dapat terurai secara hayati menjadi perhatian para peneliti karena keunggulannya dibandingkan polimer sintetik. 

Tinjauan komprehensif ini menyajikan hasil pengerjaan komposit serat bambu dengan referensi khusus pada jenis bambu, matriks polimer termoplastik dan termoset, komposit hibrid, dan aplikasinya. Selain itu, beberapa penelitian membuktikan bahwa sifat tersebut sangat baik dan efisien dalam berbagai aplikasi. 

Namun dalam perkembangan teknologi komposit, serat bambu mempunyai kendala tertentu terutama pada kondisi kelembaban. Kelembapan merupakan salah satu faktor yang mengurangi potensi serat bambu dan menjadikannya masalah kritis dalam industri manufaktur. Oleh karena itu, berbagai upaya telah dilakukan untuk memastikan bahwa sifat-sifat tersebut tidak terpengaruh oleh kelembapan dengan mengolah permukaan serat menggunakan perawatan kimia.

Komposit polimer yang diperkuat serat alami (NFP) adalah material komposit yang dikombinasikan dengan serat alami dan polimer. Struktur komposit umumnya merupakan kombinasi dua atau lebih bahan pada tingkat makroskopis dan keduanya tidak dapat larut. Serat alam merupakan bahan penguat yang tertanam pada suatu polimer (matriks) dimana polimer tersebut mempunyai dua jenis kelas yaitu termoplastik dan thermoset. Selama beberapa dekade terakhir, apa yang dapat dilihat di sekitar kita adalah produksi berbagai macam produk yang menggunakan komposit polimer yang diperkuat serat alami. Komposit ini merupakan salah satu alternatif untuk menghasilkan material ramah lingkungan dengan menggabungkan polimer dan serat alam untuk digunakan dalam berbagai aplikasi produk. Penggunaan serat alam ini mempunyai dampak yang besar terhadap industri manufaktur karena bahan-bahan tersebut mudah didapat, berbiaya rendah, mudah dirancang dan meningkatkan produktivitas

Saat ini penggunaan plastik berbahan dasar minyak bumi dalam aktivitas sehari-hari manusia semakin meningkat. Dengan meningkatnya penggunaan plastik di kalangan kita, pembuangan plastik telah menjadi masalah utama pencemaran lingkungan, dan selain itu, terbatasnya sumber daya bahan bakar fosil membuat banyak peneliti mencari metode alternatif untuk mengurangi penggunaan matriks berbasis minyak bumi. Oleh karena itu, solusi dari permasalahan tersebut adalah dengan menggabungkan kedua bahan tersebut dengan menggunakan polimer dan serat alami.

 Selain itu, pemanfaatan material sumber daya alam juga bertujuan untuk mengurangi banyaknya limbah dan mencegah pembakaran terbuka yang dilakukan oleh petani yang dapat menyebabkan polusi udara. Dengan demikian, sifat kesadaran masyarakat dunia terhadap permasalahan lingkungan hidup saat ini semakin meningkat. Peningkatan kesadaran ini terjadi ketika pemanasan global terjadi di dunia, dan ketika hilangnya keanekaragaman hayati serta permasalahan pembuangan sampah terjadi disekitarnya. Oleh karena itu, berbagai kegiatan telah dilaksanakan diantaranya seperti program daur ulang, pemilahan sampah berdasarkan jenisnya, dan pemanfaatan bahan hasil alam.

Serat komposit yang diperkuat serat alam merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi permasalahan lingkungan, dan perlu adanya peningkatan lebih jauh lagi kemampuan teknologi ramah lingkungan ini. Komposit serat alam banyak diminati dalam industri manufaktur, seperti menara transmisi, otomotif, konstruksi, dirgantara, serta furnitur dan pengemasan. Salah satu sumber daya alam yang ditekankan adalah pohon bambu.

Saat ini banyak peneliti yang mempelajari bambu untuk diekstraksi menjadi serat dan menjadikan serat tersebut sebagai bahan penguat matriks polimer. Pemilihan bambu sebagai penguat karena sifat mekanik dan termal yang baik, ekstraksi dan perlakuan serat. , biaya rendah, sifat ramah lingkungan, dan kemampuan untuk dijadikan produk di industri . Serat bambu diidentifikasi memiliki kekuatan dan kekakuan, serta mengandung sudut mikrofibrilar dan dinding sel tebal yang dianggap sebagai serat kaca alami.

Selain itu, kandungan bambu memiliki 60% selulosa dan lignin, serta sudut mikrofibril antara 2 dan 10. Oleh karena itu, komposit polimer yang dipadukan dengan serat bambu mampu bersaing dengan serat konvensional dan juga berpotensi untuk dijadikan produk pada sektor industri manufaktur, seperti suku cadang otomotif, furnitur, bangunan, dan pengemasan.

Tinjauan ini bertujuan untuk fokus pada tren sifat fisik, mekanik, dan termal termoset yang diperkuat serat bambu dan polimer termoplastik, komposit hibrida, dan penerapannya. Selain itu, terdapat penelitian komprehensif tentang bambu ditinjau dari teknik, jenis, budidaya, dan kemampuan seratnya dalam industri manufaktur.

Serat alami dapat ditemukan di Asia Tenggara (Malaysia, Indonesia, dan Thailand) dan Amerika Selatan Menurut Taj, produksi serat alami di seluruh dunia lebih dari 25 juta ton per tahun.

Sumber serat alami semakin mendapat perhatian untuk digunakan sebagai komposit polimer yang diperkuat serat, seperti asam polilaktat, kitosan, polikaprolakton, dan pati termoplastik . Serat alami tersebut antara lain serat daun, biji-bijian, kayu, jerami, dan rumput.

 Serat tumbuhan merupakan bahan alternatif yang digunakan sebagai bahan pengisi matriks polimer dan mudah didapat, seperti bambu, jerami padi, ijuk, kenaf, rosella, dan nanas. Sebagian besar serat tersebut memiliki struktur komposisi kimia yang terdiri dari lignin, selulosa dan hemiselulosa, lilin, serta senyawa anorganik dan larut dalam air. Selain itu, dampak penggunaan material ini memberikan dampak positif karena murah, dapat digunakan kembali, biodegradable, ramah lingkungan, dan berkelanjutan.

TANANAM BAMBU 

Bambu termasuk dalam kelompok famili Gramineae yang termasuk dalam jenis rumput-rumputan seperti rumput liar, padi, jagung, dan tebu. Selain itu, bambu mengandung genus, seperti Bambusa, Dendrocalamus, Dinochloa, Gigantochloa, Schizostachyum, Holttumochloa, Kinabaluchloa, Maclurochloa, Melocanna, Chusquea, Phyllostachys, Soejatmie, Sphaerobambos, dan Thyrsostachys, dll., dalam sub-famili ini.

Budidaya bambu mudah dan cepat, jumlahnya juga banyak. Bambu subur di daerah lembab karena banyak menggunakan air sebagai zat pertumbuhan. Oleh karena itu, di Semenanjung Malaysia yang beriklim lembab, bambu ini mudah ditemukan di daerah dekat sungai, di hutan, di semak-semak, dan di daerah terlantar. Daerah seperti rawa dan daerah berlumpur tidak cocok untuk ditanami bambu karena faktor genetiknya yang tidak dapat terendam padahal bambu membutuhkan air untuk tumbuh.

Statistik yang telah disusun menunjukkan bahwa sekitar 200 spesies bambu ditanam atau tumbuh secara liar di Asia Tenggara, yaitu Malaysia, Myanmar, Indonesia, dan Papua Nugini. Di Semenanjung Malaysia, terdapat sekitar 63 jenis bambu yang ditanam secara sistematis atau ditanam secara liar .

Dari 63 jenis bambu, hanya 13 jenis yang dapat dimanfaatkan untuk membuat berbagai produk secara komersial atau tradisional. Saat ini pemanfaatan dan produk bambu sudah sejalan dengan teknologi modern di milenium baru. Produksi produk seperti papan laminasi, papan partikel, dan bambu lapis, serta jenis B. vulgaris (Bambusa vulgaris) dan G. scortechinii (Gigantocchloa scortechinii), cocok dibandingkan dengan jenis bambu lainnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian evaluatif komprehensif terhadap semua jenis bambu dalam berbagai bentuk produk akhir.

Anatomi Pohon Bambu

Anatomi pohon bambu adalah daun, batang, akar, rimpang, cabang, dan pucuk. Ada beberapa jenis bambu seperti Phyllostachys Elegans dan Phyllostachys edulis 'Moso' yang menghasilkan bunga secara spontan.  Fenomena pembungaan (sporadis) terjadi karena faktor lingkungan sekitar, bukan faktor genetik. Pada umumnya pohon bambu ini tumbuh memanjang dan tidak mempunyai lateral dibandingkan dengan pohon lainnya. Biasanya, struktur bambu ini kadang-kadang menutupi batang berongga yang disebut 'buku'. Gambar 2 dan Gambar 3 menunjukkan anatomi bambu dan struktur morfologi batang bambu. Isi bambu ini terdiri dari parenkim, ijuk, pembuluh, dan tabung ayakan.

 Setiap struktur bambu terdiri dari 50% parenkim, 40% serat, dan 10% wadah dan tabung ayakan. Kandungan serat bambu, sepertiga dinding bambu, dan batang bagian atas mempunyai kandungan serat paling tinggi jika dibandingkan dengan bagian bambu lainnya. Selain itu bambu juga mengandung selulosa dan pektin (lapisan lilin) pada permukaan luar batang bambu. Bahkan kandungan silika juga terdapat pada batang bambu yang lebih banyak terkonsentrasi pada bagian tepi batang.

KOMPOSIT TERMOPLASTIK POLIMER YANG DIPERKUAT BAMBU

Banyak peneliti telah melakukan penelitian untuk melihat potensi serat bambu dalam memecahkan berbagai masalah besar seperti masalah lingkungan, kemampuan daur ulang, keterbasahan, liabilitas, dan keterjangkauan serat bambu. Menurut Aji dkk.  dan Torress dan Diaz, penelitian ini bermaksud untuk mencapai kesimpulan berorientasi berdasarkan komposit untuk aplikasi produk. Sifat-sifat ini disebabkan oleh distribusi serat, umur serat, dan metode budidaya, dan ekstraksi serat dapat berkontribusi terhadap pengaruh sifat komposit. Oleh karena itu, faktor distribusi atau kesejajaran serat juga penting karena dapat mempengaruhi sifat komposit..

Saat ini penggunaan serat alam mulai diminati oleh berbagai industri, seperti industri otomotif, tekstil, dan furnitur, dimana serat alam mempunyai kekuatan yang tinggi dan ramah lingkungan. Serat alam seperti serat bambu juga dinilai memiliki kekuatan mekanik yang baik. Sifat mekanik komposit bambu biasanya diuji misalnya melalui uji tarik, lentur, dan impak. Pengujian tarik merupakan gaya yang diberikan pada tingkat maksimum suatu komposit bambu untuk menguji kemampuan ketahanannya sebelum patah. 

 Kekuatan lentur digunakan untuk menguji kemampuan komposit bambu dalam mendorong bentuk di bawah tekanan yang diberikan, sedangkan kekuatan impak digunakan untuk mengukur gaya penyerapan dan kehilangan energi ketika gaya diterapkan secara tiba-tiba pada komposit bambu.

Yeh dan Yang  menyelidiki pengaruh berbagai komposit PP yang diperkuat serat bambu limbah. Terdapat empat jenis limbah bambu yaitu bambu Makino (Phyllostachys makinoi), Bambu Moso (Phyllostachys pubescens), Bambu Ma (Dendrocalamus laktiferous), dan Bambu berduri (Bambusa stenostachya) yang digunakan sebagai penguat komposit PP pada sifat tarik dan lentur. 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa bambu Makino berpengaruh terhadap sifat tarik dan modulus. Hal ini terjadi karena bambu Makino mempunyai kristalinitas yang tinggi dan kandungan lignin yang tinggi jika dibandingkan dengan limbah bambu lainnya.

Selain itu, ikatan yang baik antara serat dan matriks dapat meningkatkan sifat mekanik. Untuk sifat lentur, bambu Ma mempunyai modulus patah dan modulus elastisitas tertinggi. Pengujian mekanis ini dipengaruhi oleh unsur intrinsik kekakuan dan komposisi kimia (selulosa dan lignin). 

Yeh dan Yang dan Jarvis  sepakat bahwa kekuatan yang ada disebabkan oleh selulosa dan lignin yang secara alami ada dalam limbah bambu. Di antara serat alam lainnya, serat bambu menunjukkan potensi yang baik dan kombinasinya dalam komposit polimer juga besar.. Kombinasi serat bambu dengan termoplastik, seperti polietilen densitas tinggi (HDPE), polietilen densitas rendah (LDPE), polipropilena (PP), polistiren, dan asam polilaktat (PLA) dengan berbagai ukuran dan keseragaman, serta pemuatan serat serat bambu menunjukkan peningkatan sifat mekaniknya hingga nilai optimal. Oleh karena itu, karakteristik ukuran, keseragaman, dan kandungan serat sangat erat kaitannya dengan sifat mekanik yang baik dari komposit bambu.

Sampai saat ini, studi tentang komposit termoset yang diperkuat bambu semakin berkembang dan menarik. Alasan peneliti beralih pada kombinasi bambu dan termoset adalah karena sifatnya yang lebih ramah lingkungan dan sumber bahannya mudah ditemukan dibandingkan bahan konvensional yang memerlukan biaya produksi tertentu. Beberapa peneliti telah melakukan penelitian terhadap penggunaan komposit polimer termoset yang diperkuat bambu.. Secara keseluruhan, para peneliti menyatakan bahwa penggunaan serat alam, khususnya bambu, telah menunjukkan kinerja yang baik dari segi teknis jika dibandingkan dengan kayu keras. Sifat-sifat bambu ini umumnya dianggap sebagai bahan yang fleksibel, namun secara fisik kaku dan sebanding dengan kayu keras. Oleh karena itu, seluruh bagian bambu dapat diproduksi berbagai macam produk aplikasi.

Sifat mekanik komposit polimer termoset berbahan dasar bambu dan diperkuat bambu dipengaruhi oleh beberapa faktor yang mirip dengan matriks termoplastik, yaitu kandungan serat, distribusi, adhesi antarmuka, dan rasio aspek serat. Rao dkk. mempelajari efek serapan air dan sifat mekanik komposit PF yang diperkuat serat bambu luar ruangan dengan konsentrasi berbeda (10--25% berat). Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah impregnasi PF dengan konsentrasi berbeda ke dalam serat bambu selama 4--8 menit dan dikeringkan pada suhu kamar. Kemudian bambu tersebut melalui proses pengepresan panas pada suhu 150 C selama 0,5 menit dengan tekanan masing-masing 3,5--7 Mpa.

 Hasil uji mekanis (tekuk dan tekan) menunjukkan peningkatan kinerja ketika matriks ditingkatkan pada konsentrasi 10--20% berat. Bambu memiliki nilai kepadatan yang berbeda ketika diberikan tekanan selama proses fabrikasi dan ketika struktur bambu serta dinding selnya berubah bentuk (kerut) dan hancur. Karena efek ini, resin akan menembus ke dalam struktur, wadah, dan lumina bambu yang rusak, dan akan bereaksi dengan antarmuka antara bambu dan matriks untuk membentuk dinding bagian dalam guna meningkatkan sifat komposit bambu. Kekakuan matriks polimer lebih rendah dibandingkan serat bambu; ini memfasilitasi penetrasi, redistribusi, dan pemadatan pada komposit serat bambu. Fenomena pembentukan ini merupakan salah satu faktor yang berkontribusi terhadap perbaikan sifat mekanik komposit bambu.

 Selain itu, uji serapan air menunjukkan peningkatan serapan secara bertahap seiring dengan bertambahnya matriks ke dalam komposit. Proses penyerapan tidak terjadi secara signifikan pada konsentrasi matriks 20% berat hingga 25% berat. Hal ini menunjukkan bahwa sifat hidrofobik PF telah membantu mengurangi penyerapan komposit Oleh karena itu, penulis berpendapat bahwa peningkatan konsentrasi matriks pada bambu memberikan efek positif dan berpotensi untuk diterapkan pada berbagai produk.

Dari penelitian sebelumnya, serat bambu merupakan bahan baku yang digunakan dalam industri manufaktur yang dapat dibuat dan diproduksi dalam berbagai produk sebagai bahan penguat pada termoset. Mirip dengan polimer termoplastik, termoset seperti epoksi, fenolik, poliester, dll., memiliki karakteristik ukuran, keseragaman, dan kandungan serat yang berkaitan erat dengan sifat mekanik (kekuatan tarik, lentur, dan impak) komposit bambu.

KOMPOSIT HIBRIDA SERAT BAMBU

Hibridisasi dua jenis bahan pengisi menghadirkan perbedaan struktur kimia, fisik, dan morfologi yang dapat memberikan efek positif pada matriks polimer. Komposit hibrid (lebih dari satu serat) dapat menahan gaya yang tinggi ketika terkena tekanan dibandingkan dengan komposit tunggal .Berbagai teknik digunakan untuk memproduksi komposit hibrida, seperti pengepresan hidrolik, pencetakan tangan dan pencetakan kompresi, ekstruder sekrup ganda, dan pencetakan injeksi. Komposit hibrid telah menjadi perhatian banyak peneliti, dan terdapat tujuan untuk meningkatkan sifat komposit. 

Dalam studi hibrid, peneliti juga menggunakan dua bahan dalam penelitiannya untuk kombinasi, seperti bahan alami-alami dan alami-sintetis, guna meningkatkan sifat mekanik komposit. Serat alam dan sintetis yang selalu digunakan adalah kenaf, bambu, enau, sekam padi, pisang, rosela kelapa, kaca, keramik, dan karbon. Salah satu serat alam yang berpotensi untuk dijadikan bahan pengisi adalah bambu. Penggabungan bambu dengan serat sintetis atau alami lainnya meningkatkan kekuatan sifat mekanik dan fisik komposit hibrida. Selain itu, kombinasi ini juga berpotensi meningkatkan ikatan antarmuka dan keseragaman dispersi serat.

Sifat mekanik komposit bambu relatif rendah karena kekakuannya kurang dan rapuh. Kombinasi lebih dari dua jenis material, yaitu dari sumber serat alam atau material sintetik, dapat meningkatkan sifat mekanik dan termal komposit. Selain itu dapat mengurangi penyerapan air pada material.

Sathish dkk.  mempelajari pengaruh fraksi volume pada sifat mekanik (tarik, lentur, dan tumbukan) dan fisik (kandungan rongga dan serapan air) komposit hibrida rami dan bambu. Dalam penelitian ini, seluruh sampel dibuat dengan fraksi volume serat yang berbeda (0:40, 10:30, 20:20, 30:10, dan 40:0). Hasil tarik, lentur, dan tumbukan menunjukkan adanya peningkatan seiring dengan bertambahnya fraksi volume rami pada bambu. Kombinasi pada perbandingan 30:10 menunjukkan peningkatan yang sangat baik antara kedua serat ini dimana kekuatan tariknya mencapai hasil yang paling tinggi jika dibandingkan dengan perbandingan yang lain.

Dari uji komposit tunggal, rami menunjukkan nilai tertinggi jika dibandingkan serat bambu. Kombinasi kedua serat ini menunjukkan bahwa bambu mempunyai potensi memberikan dampak yang baik jika dipadukan dengan bahan alami dan sintetis lainnya. Peningkatan sifat mekanik karena rami dan bambu memiliki ikatan antarmuka yang baik, selain itu sifat rami memiliki sifat modulus yang sangat baik. Penambahan bambu membuat komposit hibrida berinteraksi dengan baik antara serat dan matriks. Selain itu, bambu juga dapat menyusup di antara serat rami untuk mengurangi pori-pori pada komposit hibrida. Hal ini ditunjukkan dengan uji serapan air pada komposit hybrid yang hasil pengujiannya menunjukkan perbandingan 30:10 yang dapat menurunkan serapan air. Penelitian serupa juga pernah dilakukan oleh Ismail dkk.  untuk menentukan kandungan rongga, kekuatan tarik, dan sifat getaran komposit hibrida kenaf-bambu. Pada penelitian tersebut perbandingan hibridisasi kenaf dan bambu adalah 30:70, 50:50, dan 30:70. Dari hasil tarik, perbandingan 50:50 menunjukkan nilai tertinggi dibandingkan dengan perbandingan hybrid lainnya. Selain itu, perpanjangan putus dan modulus juga meningkat serupa dengan kekuatan tarik pada rasio yang sama. Penulis menyatakan bahwa hibridisasi serat bambu dengan serat kenaf telah meningkatkan sifat mekanik komposit hibrida. Fenomena ini terjadi karena serat bambu mempunyai sifat mekanik yang baik dibandingkan dengan kenaf.

 Peningkatan perpanjangan putus pada bambu meningkat dibandingkan kenaf sehingga meningkatkan pula tingkat regangan komposit hibrida. Temuan ini didukung oleh Zweben  dan Thiagamani dkk., dan kombinasi perpanjangan tinggi dan rendah pada rekahan pada komposit polimer didukung oleh peningkatan tingkat regangan yang kemudian bertindak sebagai penghambat retak pada tingkat mikromekanis. Sifat termal bambu dan serat alami-sintetis telah menyebabkan perubahan perilaku dalam dekomposisi termal komposit hidrida. Sifat termal komposit hibrida bambu juga dilakukan untuk mengetahui stabilitas komposit hibrida. Tes ini juga dapat menentukan stabilitas termalnya. Suhu penguraian komposit hibrid bergantung pada nilai masing-masing bahan yang digunakan. Meningkatnya persentase kandungan dalam komposit juga akan mempengaruhi suhu, suhu maksimum, dan suhu akhir degradasi dimana suhu akan meningkat

NILAI EKONOMI, TANTANGAN, DAN PERSPEKTIF MASA DEPAN KOMPOSIT BERBASIS BAMBU

Serat bambu memiliki nilai komersial yang sangat tinggi di berbagai industri, mulai dari hulu hingga hilir. Serat bambu diperkirakan akan mencapai pasar global sebesar USD 98,30 miliar pada tahun 2025. Ini adalah bahan baku serbaguna untuk produk industri dan furnitur, yang menjelaskan mengapa permintaannya sangat tinggi di industri-industri ini. Dengan demikian, pertumbuhan industri bambu selanjutnya akan berdampak pada peningkatan status sosial ekonomi masyarakat, sehingga meminimalkan atau menghilangkan kemiskinan, meluasnya kemiskinan, dan keterbelakangan masyarakat lokal.

Lingkungan pasokan-permintaan yang seimbang diperkirakan akan mengakibatkan kenaikan harga serat bambu. Sayangnya, komposit polimer yang diperkuat serat bambu tampaknya tidak memiliki nilai komersial pada saat ini. Penguat serat bambu kompatibel dengan komposit polimer serat sintetis. Meski begitu, ada beberapa kendala yang harus diatasi sebelum komposit polimer yang diperkuat bambu dapat diterapkan secara luas.

Hampir identik dengan serat alami lainnya, sifat serat bambu terutama ditentukan oleh komponen kimia serat tersebut. Namun demikian, ditemukan tingkat inkonsistensi yang tinggi pada komponen kimia masing-masing serat bambu, yang menunjukkan bahwa sifat-sifatnya berbeda-beda antar serat. Hal ini menyebabkan produsen meninggalkan penggunaan serat bambu sebagai alternatif serat sintetis yang sejenis. Selain itu sifat hidrofilisitas serat bambu tidak kompatibel dengan polimer hidrofobik. Lebih buruk lagi, penambahan serat bambu meningkatkan kapasitas penyerapan air pada material yang dapat mempercepat biodegradasi, yang menyebabkan kegagalan integritas geometri dan fungsionalitas komposit. Fenomena ini benar-benar tidak dapat diterima untuk aplikasi produk tingkat lanjut, karena kegagalan fungsi yang tidak terduga dapat mengakibatkan hilangnya sejumlah besar uang dan/atau nyawa yang berharga.

Di Brazil, antara tahun 1995 dan 2005, banyak penelitian mengenai bambu sebagai tulangan beton telah dilakukan. Tujuh jenis bambu dievaluasi untuk menentukan jenis yang paling cocok digunakan sebagai tulangan balok beton ringan. Studi ini menunjukkan bahwa balok beton yang diperkuat dengan bambu mempunyai daya dukung beban yang besar dibandingkan dengan balok yang tidak diperkuat dan lebih kuat dari balok beton bertulang baja.

Sayangnya, perilaku jangka panjang bambu dalam struktur beton masih menjadi sumber perdebatan bagi banyak peneliti. Seiring berjalannya waktu, paparan bambu alami terhadap matriks beton mengakibatkan penyerapan air oleh bambu dari beton sehingga mengakibatkan material bambu membengkak. Pembengkakan dan penyusutan bambu alami yang berulang menyebabkan material bambu terlepas secara tiba-tiba dari matriks beton. Hal ini menyebabkan hampir hilangnya kapasitas menahan beban struktural komponen beton bertulang.

Meskipun sebagian besar penelitian mengenai perlakuan permukaan menggambarkan peningkatan sifat-sifat komposit bambu, terdapat peningkatan dalam biaya keseluruhan dan waktu siklus produksi, yang menimbulkan dilema pemilihan bagi industri. Untungnya, kesadaran pelestarian lingkungan semakin meningkat saat ini. Serat bambu telah berkembang menjadi nilai jual atau gimmick bagi bisnis yang ingin meningkatkan reputasinya. Meskipun demikian, para pemangku kepentingan industri harus mengambil inisiatif dan mulai memanfaatkan serat bambu sebagai penguat, karena ini adalah arah pengembangan material di masa depan. Kolaborasi dengan industri dan pendanaan dari industri merupakan kriteria penting untuk mengembangkan produk komposit polimer yang diperkuat bambu, khususnya pada tahap komersialisasi. Komentar kolaborator industri sangat berharga karena mereka memahami kebutuhan konsumen mengenai produk.

Sayangnya, kesadaran masyarakat terhadap isu lingkungan hidup masih kurang. Secara global, produksi sampah telah meningkat secara dramatis selama bertahun-tahun, dan tidak ada tanda-tanda penurunannya. Pada tahun 2050, produksi sampah kota global diperkirakan meningkat sekitar 70% menjadi 3,4 miliar metrik ton. Segmen sampah plastik (khususnya masker sekali pakai, sarung tangan, dan alat pelindung diri (APD) lainnya) diperkirakan akan tumbuh secara signifikan mulai tahun 2020 dan seterusnya sebagai akibat dari pandemi COVID-19. Secara psikologis, masyarakat enggan membeli produk yang tidak mereka kenal. Oleh karena itu, peningkatan kesadaran masyarakat terhadap serat bambu dan fakta bahwa produk komposit bambu sangat kompatibel dengan aplikasi tingkat lanjut akan membantu meringankan situasi jenuhnya limbah padat perkotaan di dunia. Selain itu, para peneliti global saat ini sedang berupaya mengembangkan APD dari serat alami untuk mengurangi ketergantungan pada plastik konvensional.

KESIMPULAN

Penggunaan bahan alami untuk aplikasi industri manufaktur menantang semua peneliti untuk meningkatkan teknik yang tepat untuk daya tahan dan kualitas produk dengan menggunakan bahan alami yang diperkuat dengan komposit polimer. Kajian ini menunjukkan bahwa material alam khususnya bambu mempunyai potensi untuk digunakan sebagai material penguat matriks polimer. Selain itu, bambu ini mempunyai dampak yang tinggi terhadap lingkungan dan pengguna baru. Sifat mekanik, fisik, dan termal bambu dapat memberikan dampak positif yang sangat besar pada industri manufaktur. 

Selain itu penggunaan material bambu merupakan material terbarukan dan juga memberikan efek persiapan teknis dan biaya bahan baku yang sangat rendah. Ketersediaan material ramah lingkungan khususnya bambu dapat mengurangi limbah tanaman. Dampak dari penggunaan bambu akan memberikan dampak positif bagi umat manusia dimana terbukanya peluang untuk menghasilkan lapangan kerja dan keuangan terutama bagi penduduk pedesaan. Lebih banyak penelitian dan penelitian sistematis mengenai penggunaan bambu akan menghasilkan keselarasan yang lebih besar ketika tanaman komersial menjadi salah satu sumber daya terpenting dalam industri manufaktur. Moga bermanfaat ****