Peneliti dari EPFL mengembangkan teknologi baru yang memungkinkan pembuatan struk belanja dan tiket berbasis kertas termal tanpa bahan kimia beracun. Solusi ini menggunakan lapisan dari bahan turunan kayu yang lebih ramah lingkungan untuk menggantikan bahan pengembang tradisional di kertas struk.
Struk belanja dan tiket dari kertas termal kini menjadi standar industri dalam transaksi ritel, logistik, hingga layanan kesehatan. Namun, penggunaan bahan kimia seperti bisphenol A (BPA) dan bisphenol S (BPS) dalam lapisan kertas ini menimbulkan kekhawatiran karena telah terbukti mengganggu sistem hormon serta mencemari lingkungan.
Permasalahan Bahan Kimia pada Kertas Termal
BPA dan BPS digunakan secara luas sebagai bahan pengembang warna pada kertas termal. Penelitian menunjukkan kedua senyawa ini mudah terdeteksi pada individu yang sering bersentuhan dengan struk belanja. Dampaknya meliputi gangguan hormon hingga potensi risiko kesehatan jangka panjang.
Market kertas termal secara global diperkirakan mencapai nilai 4 miliar dolar dan diproyeksi naik menjadi 6 miliar dolar dalam beberapa tahun ke depan. Peningkatan konsumsi kertas ini memperbesar risiko pencemaran air dan tanah, terutama pada proses daur ulang dan pembuangan limbah struk yang tidak terkontrol.
Tantangan Mengganti Bahan Kimia Konvensional
Mencari pengganti BPA dan BPS bukan perkara mudah. Bahan alternatif harus memiliki stabilitas temperatur tinggi, mudah dicetak, serta tidak menimbulkan perubahan warna selama penyimpanan. Banyak kandidat berbasis biologis sebelumnya gagal memenuhi standar tersebut, terutama dalam hal reaktivitas dan daya tahan.
Solusi inovatif datang dari tim peneliti EPFL yang mengembangkan lapisan berbasis lignin, komponen utama pada dinding sel tumbuhan. Lignin mengandung gugus kimia yang berperan dalam pengembangan warna saat terkena panas.
Riset dan Pendekatan Teknologi Baru
Lignin yang diekstrak secara konvensional sebenarnya berwarna gelap dan struktur kimianya acak, sehingga kurang cocok untuk lapisan kertas termal yang membutuhkan kejernihan hasil cetak. Tim peneliti berhasil mengoptimalkan proses ekstraksi menggunakan teknik yang disebut sequential aldehyde-assisted fractionation, menghasilkan lignin polimer yang lebih terang dan stabil.
Selain lignin, lapisan kertas termal juga membutuhkan sensitizer untuk memfasilitasi reaksi antara pewarna dan pengembang pada suhu tertentu. Biasanya, sensitizer berasal dari bahan minyak bumi. Dalam riset terbaru, peneliti menggunakan diformylxylose, molekul yang dibuat dari gula dinding sel tumbuhan xylan, sehingga seluruh komposisi benar-benar ramah lingkungan.
Berikut tahapan utama inovasi yang dilakukan:
- Ekstraksi lignin dari tumbuhan dengan metode khusus agar struktur tetap stabil dan warna terang.
- Pembuatan sensitizer alami dari gula tumbuhan xylan.
- Pencampuran kedua senyawa ke dalam lapisan tipis pada kertas.
- Pengujian hasil cetak menggunakan printer termal standar industri.
Performa dan Keamanan Lapisan Kertas Baru
Uji coba membuktikan, lapisan lignin-based menghasilkan gambar dengan densitas warna yang memenuhi persyaratan kertas termal komersial. Logo dan tulisan tetap jelas setelah disimpan di dekat jendela dalam waktu berbulan-bulan, bahkan dapat terbaca dengan baik setelah satu tahun.
Hasil pengujian juga menunjukkan performa lapisan lignin setara dengan kertas BPA yang telah dioptimasi dari sisi kontras. Namun, keunggulan terbesarnya adalah faktor keamanan. Aktivitas estrogenik lignin lebih rendah dua hingga empat tingkat dibanding BPA, sementara sensitizer berbasis gula tidak menunjukkan sifat toksik atau pengaruh hormonal dalam pengujian.
Kontribusi untuk Industri dan Lingkungan
Penemuan ini membuktikan bahwa limbah biomassa non-pangan dapat diolah menjadi formula pelapis kertas termal yang lebih aman bagi manusia dan lingkungan. Jika diadopsi secara luas, teknologi ini berpotensi mengurangi polusi bahan kimia berbahaya dari miliaran struk belanja dan tiket yang beredar setiap tahun, sekaligus mendukung tren inovasi hijau di industri percetakan thermal.
