Di balik kilauan mulus sebuah tambalan gigi atau kekuatan bahan komposit yang digunakan di berbagai industri, tersimpan proses ilmiah yang cukup rumit: paparan sinar ultraviolet (UV). Sebagian besar orang mungkin mengenal sinar UV hanya sebagai penyebab kulit terbakar atau sumber vitamin D. Namun dalam dunia ilmu material, sinar UV memegang peranan penting dalam mengubah bahan-bahan sintetis menjadi material yang kuat dan tahan lama.

Pengetahuan mendalam tentang hal ini berasal dari penelitian yang dilakukan oleh sekelompok ilmuwan Indonesia, antara lain Libianko Sianturi dari Program Pascasarjana Fisika Universitas Sumatera Utara sekaligus Departemen Teknik Elektro Universitas HKBP Nommensen, Syahrul Humaidi, Timbangen Sembiring, dan Erna Frida yang semuanya dari Program Pascasarjana Fisika Universitas Sumatera Utara, serta Makmur Sirait dari Departemen Fisika Universitas Negeri Medan. Mereka secara sistematis mengkaji bagaimana variasi waktu paparan UV memengaruhi kualitas resin komposit berbahan UDMA/TEG-DMA, yang kini banyak dipakai di bidang kedokteran gigi dan industri manufaktur.

”Menemukan waktu paparan yang tepat sangat krusial agar resin dapat mencapai kekuatan dan ketahanan yang optimal. Jika waktu penyinaran terlalu singkat, proses polimerisasi tidak selesai sempurna sehingga material menjadi lemah. Sebaliknya, durasi yang terlalu lama dapat menyebabkan panas berlebih yang merusak struktur polimer dan menurunkan performa resin,” kata Syahrul Humaidi
Resin komposit ini digunakan sebagai bahan pengisi lubang gigi, pembentuk veneer, hingga komponen tahan tekanan dalam produk industri. Pada dasarnya, resin terdiri dari molekul-molekul kecil yang harus bergabung membentuk jaringan polimer yang padat dan kuat melalui proses polimerisasi yang dipicu oleh sinar UV. Namun keberhasilan proses ini sangat bergantung pada durasi paparan sinar UV. Jika terlalu singkat, resin belum matang sempurna; jika terlalu lama, struktur resin bisa rusak akibat panas berlebih.

Proses polimerisasi ini dimulai ketika photoinitiator dalam resin menyerap energi dari sinar UV dan menghasilkan radikal bebas yang memicu reaksi kimia penggabungan monomer menjadi polimer. Dalam penelitian ini, kombinasi dua photoinitiator utama yaitu camphorquinone (CQ) dan diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (TPO) digunakan. CQ efektif di bawah sinar tampak dan memberikan polimerisasi yang baik, sementara TPO menyerap spektrum UV dan mempercepat proses curing. Kombinasi ini memungkinkan polimerisasi yang lebih cepat dan efisien, meningkatkan kekuatan dan daya tahan resin.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa durasi optimal paparan sinar UV adalah sekitar 90 menit. Pada waktu ini, resin mencapai tingkat konversi monomer ke polimer tertinggi, yakni 77 persen, menandakan hampir seluruh molekul kecil berubah menjadi jaringan polimer yang kuat dan stabil. Humaidi menjelaskan bahwa permukaan resin pada durasi ini paling halus dan rata, yang meningkatkan daya rekat dan ketahanan terutama dalam aplikasi kedokteran gigi.

Selain kekuatan mekanis yang maksimal, resin yang disinari selama 90 menit juga menunjukkan penyerapan air paling rendah dan penyusutan volume yang paling minimal. “Kedua faktor ini sangat penting untuk menjaga ketahanan jangka panjang resin, menghindari degradasi dan deformasi yang dapat mempercepat kerusakan,” sebut Syahrul Humaidi

Penelitian ini juga menyoroti risiko jika durasi paparan UV tidak diatur dengan baik. Resin yang dipaparkan selama 60 menit, misalnya, belum mencapai polimerisasi sempurna sehingga daya tahan dan kekerasannya jauh di bawah optimal. Sebaliknya, durasi lebih dari 120 menit menyebabkan panas berlebih yang menurunkan kekerasan dan kekuatan lentur resin karena degradasi termal jaringan polimer.

Dalam konteks kedokteran gigi, temuan ini sangat krusial. Dokter gigi harus memastikan waktu curing yang tepat untuk menghasilkan tambalan atau veneer yang tidak hanya kuat dan awet, tetapi juga nyaman bagi pasien. Proses curing yang tepat meminimalkan risiko kegagalan tambalan akibat retakan atau pelepasan yang sering terjadi jika resin tidak mengeras dengan sempurna. Hal ini tentu saja berkontribusi pada kesehatan mulut yang lebih baik dan kepuasan pasien yang lebih tinggi.

Di sisi lain, dalam dunia industri, resin komposit sering digunakan sebagai bahan komponen yang harus menahan tekanan, benturan, dan kondisi lingkungan yang keras seperti perubahan suhu, kelembaban, dan paparan bahan kimia. Resin yang diproses dengan durasi curing yang optimal akan memiliki sifat mekanis dan ketahanan kimia yang jauh lebih baik, sehingga produk industri menjadi lebih andal dan tahan lama. Hal ini mengurangi biaya perawatan dan penggantian, sekaligus meningkatkan efisiensi produksi.

Penelitian ini juga membuka peluang pengembangan teknologi curing resin yang lebih maju. Dengan mengetahui waktu optimal curing dan karakteristik resin yang dihasilkan, produsen dapat merancang peralatan curing UV yang lebih presisi, sehingga proses produksi menjadi lebih cepat tanpa mengorbankan kualitas. Selain itu, formulasi resin dapat dioptimalkan dengan menyesuaikan jenis dan konsentrasi photoinitiator untuk mencapai curing yang ideal sesuai kebutuhan aplikasi.

Syahrul Humaidi menjelaskan, “Harapannya, hasil riset ini dapat menjadi panduan praktis yang mudah diterapkan, baik di klinik gigi maupun lini produksi industri, untuk meningkatkan kualitas dan daya tahan produk secara signifikan.” Ia juga menambahkan bahwa riset ini hanyalah langkah awal, dan masih banyak aspek seperti durabilitas jangka panjang serta perilaku resin di lingkungan penggunaan nyata yang perlu diteliti lebih lanjut.

Dalam dunia yang semakin menuntut material dengan performa tinggi dan efisiensi produksi, penelitian seperti ini sangat penting. Ia menunjukkan bagaimana pengendalian variabel sederhana seperti durasi paparan sinar UV dapat berdampak besar pada kualitas akhir produk. Hal ini menegaskan peran penting ilmu material dan teknologi curing dalam mendukung inovasi di bidang kesehatan dan industri.
Sinar UV, yang selama ini sering dipandang sebelah mata, ternyata menyimpan kekuatan luar biasa dalam mengubah bahan-bahan sederhana menjadi material canggih yang mempengaruhi kesehatan dan kualitas hidup kita. Penelitian ini mengingatkan bahwa di balik setiap kemajuan teknologi, ada riset dan dedikasi yang mendalam yang patut diapresiasi.