Lingkup Penelitian Rekayasa Proses Fibrilasi Selulosa Untuk Penguat Dan Pengisi Komposit Polimer

7 hemiselulosa dapat mencegah terjadinya aglomerasi mikrofibril selulosa Sorek et al. 2014. Sedangkan lignin merupakan matriks tempat melekatnya selulosa dan hemiselulosa Davison et al. 2013. Selulosa merupakan homopolisakarida dengan molekul penyusun berupa C 6 H 10 O 5 n, tersusun dalam rantai lurus yang terhubung dengan formasi -1,4 membentuk struktur fibril fibril elementer selulosa. Ikatan hidrogen di antara gugus hidroksil dan atom oksigen, baik dalam rantai glukosa yang sama atau antar rantai glukosa yang berseberangan, menyebabkan selulosa dapat membentuk struktur makrofibril selulosa Ding et al. 2013, Li et al. 2014. Mikrofibril selulosa menggambarkan struktur selulosa dengan ketebalan 10-25 nm untuk selulosa dari bakteri dan alga Brett 2000 atau 3-10 nm untuk selulosa dari tanaman tingkat tinggi Thomas et al. 2013, Zhang 2013. Lebar lateral size dari rantai glukosa adalah sekitar 0,3 nm Ioelovich 2008. Rantai molekul selulosa membentuk mikrofibril yang terdiri dari bagian kristalin, parakristalin dan amorf Kulasinski et al. 2014. Ragam keberadaan agregat kristalin dalam molekul selulosa menyebabkan selulosa memiliki beberapa alomorf, molekul selulosa yang terbentuk secara alami adalah alomorf I  Nishiyama et al. 2002. Susunan molekul selulosa yang teratur, di-interupsi oleh susunan tidak teratur setiap rentang 60 nm, yang memungkinkan terjadinya lipatan rantai selulosa De-Souza et al. 2002. Kekuatan selulosa dipengaruhi oleh struktur kristal tersebut. Struktur kristal selulosa menunjukkan modulus elastisitas sebesar 120-140 GPa Tashiro dan Kobayashi 1990 sehingga menyebabkan kekakuan pada rantai selulosa. Modulus elastisitas selulosa dipengaruhi oleh kristalinitas dan interaksi antara bagian selulosa kristalin dan selulosa amorf Cabrera et al. 2011. Kekuatan selulosa juga ditunjukkan dengan keteguhan tarik tensile strength kristal selulosa yang tinggi, yaitu antara 0,8 – 10 GPa Zimmermann et al. 2004. Sifat mekanik ini menyamai serat aramid yang dikenal sebagai serat sintetis yang sangat kuat. Indeks kristalinitas selulosa dapat ditentukan dengan beberapa teknik, yaitu difraksi sinar X atau XRD Evans et al. 1995; Gumuskaya et al. 2003; Zhao et al. 2007, Spektroskop infra merah atau FTIR Evans et al. 1995; Gumuskaya et al. 2003, nuclear magnetic resonance atau NMR Evans et al. 1995; Zhao et al, 2007. Di antara teknik tersebut, XRD memiliki kelebihan, di antaranya: XRD mengukur fraksi molekul yang tersusun dalam pola teratur yang berulang Mann 1962 dan memberikan data kristalin selulosa yang lebih terperinci Terinte et al. 2011. Difraksi sinar X menunjukkan sinyal kuat dari fraksi kristalin selulosa. Sinyal tersebut dapat digunakan untuk menentukan parameter kristalografis, misalnya jarak antar unit sel kristal Zugenmaier 2001. Selain menggunakan metode XRD untuk memahami kristalinitas selulosa, pengamatan gugus fungsional dalam rantai selulosa menggunakan metode FTIR juga dapat membantu untuk memahami keteraturan susunan molekul selulosa. Bodirlau dan Teaca 2009 mengungkapkan bahwa FTIR merupakan teknik yang berguna untuk meng-analisis perubahan komponen kimia dan struktur yang terjadi dalam komponen kayu akibat berbagai perlakuan. Dalam suatu penelaahan singkat mini review, Alonso-Simon et al. 2011 mengungkapkan bahwa FTIR merupakan metode yang cepat, mudah dan powerful untuk meng-analisis perubahan pada komponen dinding sel, dengan pendugaan ikatan silang dan gugus fungsional. Abidi et al. 2014 menggunakan FTIR untuk mengamati perubahan