Perkembangan nanoteknologi dan ilmu material modern kini semakin mengarah pada pendekatan yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Di tengah tren global ini, hadir sebuah karya akademis yang sangat relevan dan inovatif, yaitu buku berjudul “Fitofabrikasi Nikel Oksida (NiO) Berbasis Tanaman Invasif dan Biota Pesisir Aceh (Chromolaena odorata dan Avicennia marina): Rekayasa Defek dan Pengembangan Material Anoda Baterai Litium-Ion”. Buku yang ditulis oleh Dr. Abd Mujahid Hamdan, M. Sc, beserta tim penulis lainnya ini diterbitkan oleh Penerbit Samudra Biru pada bulan Agustus 2026. Karya setebal 452 halaman ini menawarkan perspektif multidisiplin yang luar biasa, menggabungkan ilmu fitokimia, kimia material, nanoteknologi, rekayasa cacat (defect engineering), dan teknologi penyimpanan energi.

Buku ini secara komprehensif mengulas bagaimana kekayaan alam lokal Indonesia, khususnya provinsi Aceh, dapat dieksplorasi sebagai sumber inovasi material fungsional bernilai tambah tinggi. Melalui pendekatan kimia hijau (green chemistry), buku ini menguraikan transisi dari metode sintesis kimia konvensional yang kerap menggunakan pelarut beracun dan energi tinggi, menuju metode sintesis hijau (green synthesis) yang memanfaatkan biomolekul alami. Sinopsis ini akan mengupas tuntas seluruh isi buku tersebut, menyajikan intisari dari setiap bab, dan memperlihatkan betapa pentingnya pemanfaatan sumber daya hayati lokal untuk kemajuan teknologi global.

Kekayaan Biodiversitas Lokal sebagai Fondasi Inovasi Kimia Hijau

Bagian awal buku ini menyoroti paradigma baru dalam industri kimia dan ilmu material yang menempatkan prinsip green chemistry sebagai landasan utama. Selama ini, sintesis nanomaterial konvensional sangat bergantung pada bahan kimia berbahaya seperti natrium borohidrida atau hidrazin, serta kondisi reaksi yang ekstrem. Sebagai solusi, buku ini memaparkan konsep green synthesis yang memanfaatkan ekstrak tumbuhan sebagai agen pereduksi (reducing agent) sekaligus agen penstabil (capping agent) dalam pembentukan nanopartikel.

Fokus utama eksplorasi dalam buku ini terletak pada pemanfaatan dua jenis tumbuhan yang melimpah di Aceh, yaitu tanaman invasif balakacida (Chromolaena odorata) dan tanaman pesisir bakau api-api (Avicennia marina). Chromolaena odorata, yang selama ini sering dianggap sebagai gulma pengganggu di lahan pertanian dan perkebunan karena kemampuannya tumbuh secara invasif, ternyata menyimpan potensi biomaterial yang luar biasa. Analisis menggunakan metode mutakhir seperti Kromatografi Cair – Spektrometri Massa Resolusi Tinggi (LC-HRMS) membuktikan bahwa daun balakacida kaya akan metabolit sekunder bioaktif, di antaranya adalah senyawa fenolik, flavonoid, tanin, alkaloid, dan terpenoid. Gugus fungsi aktif seperti hidroksil, karbonil, dan karboksil pada biomolekul ini mampu mendonorkan elektron untuk mereduksi ion nikel (Ni²⁺) menjadi nanopartikel nikel oksida (NiO). Selain mereduksi, molekul-molekul organik ini juga teradsorpsi pada permukaan nanopartikel, mencegah terjadinya aglomerasi, dan mengendalikan ukuran partikel agar tetap berada pada skala nanometer.

Lebih jauh, buku ini juga mengangkat ekosistem mangrove Aceh yang sangat kaya. Tumbuhan bakau api-api (Avicennia marina), yang dikenal memiliki kemampuan adaptasi tinggi terhadap lingkungan pesisir bersalinitas tinggi dan miskin oksigen, dieksplorasi secara mendalam. Daun bakau api-api diketahui memiliki kandungan polifenol dan flavonoid yang sangat kaya, yang terbentuk sebagai mekanisme adaptasi fisiologis tanaman terhadap stres lingkungan pesisir yang ekstrem. Penggunaan ekstrak daun bakau api-api ini terbukti sangat efektif dalam mensintesis nanostruktur NiO. Ekstrak tumbuhan ini menyediakan lingkungan kimiawi yang memungkinkan proses nukleasi dan pertumbuhan kristal berjalan secara terkontrol.

Penulis buku ini menguraikan secara detail bagaimana komposisi fitokimia dari kedua tanaman tersebut bekerja secara sinergis. Biomolekul tidak hanya mereduksi prekursor nikel nitrat, tetapi juga mengarahkan morfologi dan struktur kristal nanopartikel melalui mekanisme kompleksasi, nukleasi, pertumbuhan kristal, dan stabilisasi. Buku ini juga menyoroti pentingnya optimasi kondisi sintesis, seperti derajat keasaman (pH), konsentrasi ekstrak, rasio prekursor, suhu, dan waktu reaksi. Hasil penelitian yang dipaparkan dalam buku menunjukkan bahwa sintesis pada kondisi basa (seperti pH 11) sangat mendukung pembentukan fase NiO yang lebih teratur secara struktural, menghasilkan distribusi ukuran yang seragam, dan meningkatkan stabilitas partikel.

Rekayasa Nanomaterial dan Aplikasinya pada Teknologi Penyimpanan Energi

Setelah meletakkan dasar pemahaman mengenai agen fitokimia, buku ini melangkah lebih jauh ke aspek rekayasa material tingkat lanjut. Salah satu kebaruan utama yang ditawarkan adalah penggabungan pendekatan sintesis hijau dengan metode Microwave-Assisted Hydrothermal. Metode konvensional seringkali memerlukan waktu sintesis yang panjang dan distribusi panas yang tidak merata. Namun, dengan memanfaatkan energi gelombang mikro (microwave) dalam lingkungan hidrotermal (sistem tertutup bertekanan tinggi), proses perpindahan panas terjadi secara volumetrik, cepat, dan seragam. Metode inovatif ini secara signifikan mempercepat kinetika reaksi, pelarutan prekursor, nukleasi, dan pertumbuhan kristal. Hasilnya adalah nanopartikel NiO dengan kristalinitas yang jauh lebih baik, ukuran yang seragam, dan efisiensi energi yang optimal, sangat sejalan dengan prinsip kelestarian lingkungan.

Buku ini juga mendedikasikan porsi yang sangat mendalam pada konsep Defect Engineering (rekayasa cacat kristal), khususnya pembentukan nikel oksida non-stoikiometri (Ni₁−δO). Pada kondisi ideal, kristal NiO memiliki rasio atom nikel dan oksigen 1:1, menjadikannya isolator yang kuat. Namun, para penulis memaparkan bahwa dengan mengendalikan kondisi sintesis hijau, kita dapat menciptakan kekosongan ion nikel (nickel vacancies) pada kisi kristalnya. Kekosongan ion nikel ini memicu kompensasi muatan yang menyebabkan sebagian ion Ni²⁺ berubah menjadi Ni³⁺, menciptakan ‘hole’ (lubang) bermuatan positif yang bertindak sebagai pembawa muatan. Rekayasa cacat ini berhasil mengubah NiO menjadi semikonduktor tipe-p yang memiliki konduktivitas listrik jauh lebih tinggi, mobilitas transfer muatan yang lebih cepat, serta menyediakan lebih banyak situs aktif pada permukaannya.

Untuk membuktikan perubahan pada skala atomik ini, buku ini menyajikan hasil karakterisasi material yang sangat komprehensif. Penggunaan teknik X-ray Diffraction (XRD) mengonfirmasi pembentukan fase kristal face-centered cubic (FCC) murni dari NiO, serta mengukur ukuran kristalitnya. Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) digunakan untuk melacak vibrasi ikatan Ni-O dan membuktikan adanya jejak gugus fungsi organik penyusun biomolekul yang menstabilkan permukaan nanopartikel. Selain itu, teknik seperti Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), dan Brunauer Emmett Teller (BET) disajikan secara rinci untuk memetakan morfologi, luas permukaan aktif, hingga komposisi kimia permukaan secara akurat.

Implementasi aplikatif dari nanostruktur NiO yang dihasilkan menjadi penutup yang sangat mengesankan dalam buku ini. Material anoda baterai litium-ion (LIB) menjadi fokus aplikasi utamanya. Baterai litium-ion memegang peranan vital dalam teknologi modern, mulai dari kendaraan listrik hingga perangkat elektronik portabel. NiO hasil fitofabrikasi ini menunjukkan performa elektrokimia yang luar biasa. Uji cyclic voltammetry dan galvanostatic charge-discharge yang dijelaskan dalam buku ini membuktikan bahwa rekayasa struktur nano dan keberadaan kekosongan nikel mampu meningkatkan kapasitas penyimpanan ion litium, mempercepat kinetika difusi ion, menurunkan resistansi transfer muatan, serta mempertahankan stabilitas siklus pengisian daya yang sangat baik.

Tidak hanya terbatas pada baterai, buku ini juga memproyeksikan potensi NiO hasil green synthesis untuk berbagai teknologi masa depan. Luas permukaan yang tinggi dan celah pita energi (band gap) yang dapat direkayasa membuat material ini sangat prospektif digunakan sebagai sensor gas berkinerja tinggi, fotokatalis untuk remediasi lingkungan (mendegradasi polutan atau pewarna organik), superkapasitor, hingga komponen sel surya dan produksi hidrogen hijau.

Pada bab-bab akhir, penulis menyajikan visi masa depan yang konstruktif dengan membahas tantangan dan peluang komersialisasi. Aspek standardisasi ekstrak, scale-up produksi untuk skala industri, serta penerapan prinsip circular economy (ekonomi sirkular) dibahas secara tajam. Penulis juga menyoroti penggunaan kecerdasan buatan (Artificial Intelligence) dalam mendesain dan mengoptimasi nanomaterial di masa depan. Secara utuh, buku ini bukan sekadar panduan teknis sintesis kimia, melainkan sebuah manifesto keilmuan yang menempatkan keanekaragaman hayati Indonesia—khususnya tanaman invasif dan flora pesisir Aceh—sebagai pijakan strategis menuju penciptaan teknologi energi bersih dan berkelanjutan yang dapat bersaing di kancah global. Buku ini sangat direkomendasikan bagi para dosen, peneliti, dan mahasiswa di bidang ilmu material, nanoteknologi, kimia, hingga ilmu lingkungan yang ingin menyelami inovasi material fungsional berbasis kekayaan alam lokal.