Pengaruh lama maturasi pada sintesis biokeramik komposit CaO-TiO2 terhadap ukuran kristal, mikrostruktur dan kekerasan

Abstract

Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) akhir-akhir ini mendorong banyaknya inovasi dalam dunia medis terutama penggunaan biomaterial sebagai implan pengganti tulang dan gigi, salah satunya bahan tersebut adalah biokeramik komposit CaO-TiO2. Bahan biokeramik komposit CaO-TiO2 dapat digunakan untuk memperbaiki bagian tubuh yang rusak terutama sebagai implan gigi, penyambung tulang, struktur penahan katup jantung, dan pengganti tulang tengkorak. Paduan antara CaO-TiO2 memiliki beberapa keuntungan diantaranya memiliki biokompatibilitas yang baik, dapat tumbuh serta berkembang bersama-sama dengan tulang asli serta memiliki ketahanan mekanik yang baik. Berdasarkan paparan di atas, tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh lama maturasi pada biokeramik komposit CaO-TiO2 dengan metode kopresipitasi terhadap kristalinitas, mikrostruktur, dan kekerasan. Pada penelitian ini bahan dasar yang digunakan adalah CaO yang berasal dari batuan kapur alam yang diambil dari pantai Balekambang Kabupaten Malang dan TiO2 dengan kemurnian 99 persen. Sampel dilarutkan dalam aquades dan distirer selama 15 jam pada suhu 70 derajat celcius. Lama maturasi divariasi mulai dari 12, 24, 36, 48, dan 60 jam, dianneling pada suhu 100 derajat celcius selama 24 jam dan disintering selama 4 jam pada suhu 1100 derajat celcius. Sampel dikarakterisasi ukuran kristal, mikrostruktur, dan kekerasan, dengan menggunakan XRD, SEM, dan Micro Vickers Hardness. Hasil analisis CaO-TiO2 menunjukkan kecocokan dan keberhasilan sintesis dengan model pembanding CaO-TiO2 dari Inorganic Crystal Structure Database (ICSD) dengan nilai score diatas 50. Berdasarkan perhitungan teoritik yang dilakukan dengan menentukan nilai FWHM (Full Widht at Half Maximum) dari pola difraksi sampel yang kemudian digunakan pada formula scherrer, diperoleh hasil peningkatan ukuran kristal yang bervariasi terhadap lama maturasi komposit CaO-TiO2 dengan besar antara 45,06 nm-70,85 nm. Dengan meningkatnya ukuran kristal terhadap lama maturasi maka akan disertai oleh peningkatan ukuran butir, sehingga semakin sedikit jumlah pori-pori yang terbentuk pada bahan yang ditunjukan oleh menurunnya nilai luas fraksi pori sebesar 4,97 persen pada lama maturasi 12 jam menjadi 4,79 persen pada lama maturasi 60 jam. Dengan semakin kecilnya nilai fraksi total pori maka semakin besar kekerasan dari bahan tersebut, hal ini ditunjukan dengan nilai kekerasan tertinggi diperoleh pada lama maturasi 60 jam sebesar 497,2 MPa.