Articles

Analisa Perbandingan Porositas Masker Menggunakan SEM

Pandemic Covid-19 masih belum berakhir di Indonesia. Jumlah orang yang terpapar bahkan mengalami kenaikan setiap harinya. Menyikapi hal tersebut. Sosialisasi menggunakan masker telah diberlakukan oleh pemerintah. Anjuran ini bukan hanya untuk mereka yang sakit, tapi juga berlaku untuk yang sehat. Berdasarkan informasi WHO, mekanisme transmisi covid-19 antara lain melalui melalui percikan (droplet), airbone (partikel kecil yang terbawa udara),saluran pernapasan dan kontak. Percikan saluran pernapasan yang  dihasilkan seseorang yang mengalami gejala- gejala gangguan pernapasan seperti bersin, batuk  dapat menyebabkan resiko penularan bagi orang yang ada disekitarnya (dalam radius ±1 m). Percikan tersebut juga bisa jatuh di permukaan benda di mana virus itu tetap aktif, sehingga lingkungan sekitar yang terdekat orang yang terinfeksi juga bisa menjadi sumber penularan (penularan kontak). Penggunaan masker adalah suatu langkah pencegahan untuk meminimalisir peyebaran penyakit- penyakit saluran pernapasan tertentu seperti influenza, penyakit seperti influenza (influenza-like- illness), dan coronavirus.

Penelitian yang telah telah dilakukan menemukan bahwa ukuran transmisi melalui udara atau aerosol umumnya lebih kecil (< 10 mikron), sehingga penularan bisa dari jarak yang lebih jauh. Ukuran droplet terbesar saat bersin adalah 2000 mikron, 95% berukuran antara 2 – 100 mikron, 76% antara 80-180 mikron.

Untuk bakteri airborne seperti mycobacterium tuberculosis dengan ukuran (0,2-0,5) x (2- 4) mikron tak akan bisa difilter oleh masker bedah, tapi droplet besar (≥ 150 mikron) yang mengandung mycobacterium tuberculosis saat batuk atau bersin akan tersaring oleh masker bedah, sedangkan droplet kecil (≤ 15 mikron) sebagian besar akan lolos.

Seperti yang kita ketahui, saat ini telah beredar berbagai jenis masker dipasaran dari mulai masker N95, masker bedah, masker skrineer dan masker kain yang belakangan ini sarankan oleh pemerintah, tentunya dengan range harga yang berbeda-beda. Tentu saja, kita pasti ingin mengetahui apakah masker yang kita gunakan saat ini efektif dalam pencegahan covid-19? Melalui artikel ini, kami ingin berbagi informasi terkait karakteristik setiap masker yang beredar dipasaran, sehingga kita dapat mengetahui standarisasi kualitas masker yang digunakan.

Kami telah melakukan pengujian terhadap berbagai jenis masker yang terdiri dari masker N95, masker bedah yang terdiri atas masker biru dan masker abu-abu, dan masker kain terdiri atas masker kain scuba 1, masker kain scuba 2, masker kain katun 1, dan masker kain katun 2. Karakterisasi pada masker meliputi sifat morfologi serta porositasnya. Morfologi sampel dilihat dengan menggunakan Scanning electron microscope yaitu Dekstop SEM Phenom ProX, selanjutnya porositasnya diuji dengan menggunakan aplikasi porometric yang ada pada software prosuite. Dengan menggunakan aplikasi porometric ini, kita dapat melakukan pengukuran porositas permukaan secara otomatis.

Berikut Analisa Masker menggunakan SEM berdasarkan tipe dan klasifikasi masker yang perlu diketahui oleh masyarkat umum:

  1. Masker N95

masker N95 merupakan salah satu jenis masker yang paling popular. Masker N95 bahkan masuk dalam jajaran APD ( Alat Pelindung Diri) yang disarankan oleh WHO ( World Health Organitation). Masker N95 membuat penggunanya terhindar dari partikel-partikel berbahaya di udara, lantaran mampu menyaring 95 persen partikel besar atau kecil yang mengandung virus di udara. Itu sebabnya, Masker N95 biasa digunakan oleh orang yang bekerja di sekitar zat berbahaya dan petugas Medis. Masker N95 tediri dari 3-5 lapisan filter, yang mana lapisan luarnya merupakan polypropylene, kemudian dilapisi dengan lapisan elektrit dengan ukuran partikel yang berbeda

Dari analisa masker dengan Desktop SEM Phenom, morfologi dan porositas permukaan filter setiap lapisan berbeda dan hasilnya dapat dilihat melalui gambar berikut ini :

(a)     

(b)     

(c)     

Gambar 1. Analisis SEM Morfologi dan porositas permukaan pada masker N95, lapisan luar (a), lapisan tengah (b) dan lapisan dalam (3) pada perbesaran 500x.

Hasil analisis SEM ini memberikan kita informasi, melalui gambar struktur morfologi permukaan pada sampel bahwa lapisan tengah lebih rapat dan memiliki ukuran pori yang lebih kecil dibandingkan dengan dua lapisan lainnya, hal ini menunjukkan bahwa lapisan tengah memang difungsikan untuk filter partikel-partikel kecil. Rata-rata ukuran pori untuk Lapisan luar, lapisan tengah, dan lapisan dalam adalah 14,8 µm, 42,1 µm.

  1. Masker Bedah

Masker Bedah (Surgical Mask) merupakan masker yang paling sering digunakan oleh tenaga Kesehatan, masker bedah haris bisa mencegah kontak terhadap cairan darah maupun droplets Masker bedah terdiri dari tiga lapisan yang mencegah tingkat penularan. Diantaranya, kain spunbond, filter melt blown, dan kain spundbond lagi. Tiga fungsi utama lapisan tersebut yakni bagian luar spunbond berwarna bersifat anti air,lapisan tengah filter berfungsi sebagai penyaring  dan lapisan spunbond putih sebagai penyerap liur dari mulut. Kita dapat melihat lebih detail melalui hasil morfologi dan porositas permukaan masker bedah dengan menggunakan Analisa Masker menggunakan SEM.

(a)    

(b)     

(c)     

Gambar 2. Analisis SEM Morfologi dan porositas permukaan pada masker Bedah Biru, lapisan luar (a), lapisan tengah (b) dan lapisan dalam (3) pada perbesaran 500x.

Hasil gambar diatas menunjukkan bahwa, bahwa serat filter pada lapisan dua memiliki serat yang lebih kecil, sehingga efisiensi filtrasinya menjadi lebih tinggi. Rata-rata porositas lapisan luar, tengah, dan dalam masing-masing adalah 41,3 µm, 18 µm, dan 45,3 µm.

  1. Masker satu layer

Masker satu layer ini memiliki satu lapisan penyaring udara sehingga ringan dan sejuk diwajah. Masker ini di desain untuk melindungi diri dari debu dan kotoran. Bahannya lembut sehingga dapat membantu bernapas dengan baik. Masker ini disarankan untuk yang aktif bekerja di luar ruangan, dapat menghalau keringat daerah hidung dan mulut.

Berikut ini merupakan hasil analisis menggunakan SEM pada masker satu layer

    

Gambar 3. Analisis SEM Morfologi dan porositas permukaan pada masker satu layer pada perbesaran 500x.

Dari hasil SEM diatas, kita dapat melihat bahwa morfologi permukaan pada masker satu layer bentuknya tidak beraturan, ketidakberaturan tersebut kemungkinan untuk meminimalisir ukuran pori terbentuk. Ukuran porositasnya,  diperoleh bahwa rata-rata ukuran porositas untuk masker skrineer yaitu 33,7 µm.

  1. Masker kain

Orang sehat kini dianjurkan menggunakan masker kain. Dokter ahli paru mengatakan ini lebih baik dari pada tidak menggunakan masker sama sekali. Ada banyak jenis masker kain yang dijual pasaran bahkan dapat dibuat sendiri dirumah. Berikut ini adalah beberapa jenis masker kain yang popular digunakan oleh masyarakat :

  • Masker Kain Scuba

Jenis kain scuba memiliki tingkat ketebalan yang lebih tebal dari kain pada umumnya. Kain scuba biasanya digunakan untuk bahan membuat baju diving atau baju olahraga.

Kami melakukan pengujian terhadap dua masker kain berbahan scuba yang kami beli ditempat yang berbeda yaitu :

  

Gambar 3. Masker Kain Scuba 1 (kiri) dan Masker Kain Scuba 2 (kanan)

Kemudian kami melakukan analisis menggunakan SEM untuk melihat morfologi dan porositas permukaannya pada kedua masker skuba diatas

    

    

Gambar 4. Analisis SEM Morfologi dan porositas permukaan pada masker kain Scuba, Masker kain Scuba 1 (atas), masker kain scuba 2 (bawah) pada perbesaran 500x.

Dari hasil SEM diatas, kita dapat melihat bahwa morfologi dari masker kain scuba 2 lebih rapat dibandingkan dengan masker kain scuba 1, hal ini juga berpengaruh terhadap ukuran porositasnya,  diperoleh bahwa rata-rata ukuran porositas untuk masker kain scuba 2 lebih kecil dibandingkan dengan masker kain scuba 1 yaitu 31,8 µm, sedangkan masker kain scuba 1 yaitu 35,9 µm.

  • Masker Kain Katun

Jenis kain katun juga menjadi salah satu alternative dalam pembuatan masker. Menurut penelitian dari University of Cambridge, kain katun dapat  dijadikan masker kain karena memiliki daya saring yang baik, selain itu juga nyaman digunakan sembari bernapas. Untuk jenis masker katun, kami juga melakukan pengujian terhadap dua masker kain katun yang berlapis dua, dan yang hanya satu lapis

  

Gambar 5. Jenis masker kain katun lapis 2 (kiri) dan masker kain katun tanpa lapis (kanan)

Kemudian kami melakukan analisa masker menggunakan SEM untuk melihat morfologi dan porositas permukaannya pada kedua masker katun diatas

    

    

gambar 6. Gambar 4. Analisis SEM Morfologi dan porositas permukaan pada masker kain Scuba, Masker kain Scuba 1 (atas), masker kain scuba 2 (bawah) pada perbesaran 500x.

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan menggunakan SEM, kita dapat melihat bahwa masker kain katun 1 dan 2 memiliki struktur morfologi yang hampir sama. Rata-rata ukuran porositas untuk masker kain katun 1 dan  kain katun 2 masing-masing yaitu 27,2 µm dan 26,5 µm. Namun, masker kain katun 1 memiliki 2 lapisan yang berarti memiki proteksi 2 kali.

Berdasarkan hasil Analisa Masker menggunakan SEM ukuran pori pada Masker N95, Masker Bedah dan Masker kain dapat disimpulkan bahwa masker N95 memiliki ukuran porositas yang lebih kecil dibandingkan dengan masker lainnya, sehingga lebih mampu dalam melindungi penggunanya dari penyebaran penyakit saluran pernapasan akibat virus maupun bakteri. Masker – masker yang beredar dipasaran saat tidak dirancang untuk menangkap virus “telanjang” (MERS / SARS/SARS-CoV-2 atau COVID-19 virus) dimana virus ini memiliki ukuran yang variatif antara 0,15 – 0,2 mikron , namun masker ini dapat menagkal  droplet yang berisi virus, baik droplet besar maupun kecil yang dikeluarkan saat batuk, nafas, berbicara atau bersin. Droplet berukuran kecil (< 100 nm) akan berada diudara selama 4,2- 66 menit, tapi droplet besar akan jatuh ke lantai dalam 1- 6 detik. Jarak yang ditempuh droplet besar 1000 mikron = 1,40 meter dan akan jatuh dalam 1 detik karena pengaruh gravitasi. Droplet kecil (≤ 5 mikron) akan tetap berada di udara hampir tak terbatas karena kurang terpengaruh gravitasi dan mereka terperangkap dan disebarkan oleh aliran udara ruangan. Menurut para peneliti, Virus seperti Covid-19 dan rhinovirus akan mati jika terkena sinar ultraviolet sinar matahari, dan tak bisa bertahan lama (lebih dari 3 hari) di udara. Kecuali virus norovirus dan hepatitis A, virus tersebut dapat bertahan selama berminggu-minggu di permukaan jika kondisinya sesuai.

Namun, penggunaan masker saja tidak cukup loh, untuk menberikan tingkat perlindugan diri yang lebih baik kita juga harus melakukan langkah-langkah lain yang telah dianjurkan oleh pemerintah seperti menghindari perkumpulan atau tempat ramai, menjaga jarak fisik sekurang-kurannya 1 meter dari orang lain, sering membersihkan tangan menggunakan antiseptik dan sabun, menutup hidung dan mulut dengan lengan yang terlipat atau tisu saat batuk atau bersin kemudian segera membuang tisu tersebut setelah dipakai, serta menghindari menyentuh mulut, hidung, dan mata.

Jadi, jangan lupa tetap jaga kebersihan dan selalu gunakan maskermu saat keluar rumah.

Share it on

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin

More articles: