Membran oksigenator extracorporeal merupakan alat bantu jantung dan paru yang direkomendasikan untuk pasien COVID-19 dengan Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) refrakter. Membran yang umum digunakan rentan mengalami kebocoran karena kontak membran terhadap plasma dalam darah. Dalam penelitian ini, dilakukan pembuatan material membran komposit dengan empat jenis polimer, yaitu nilon, polytetrafluoroethylene (PTFE), Pebax MH-1657, dan poly-(styrene-butadiene-b-styrene) (SBS) yang dikompositkan dengan pelapis untuk meningkatkan karakter dan kinerja membran, terutama dalam masalah kebocoran. Pelapisan dengan PDMS (polydimethylsiloxane) 0,1 g/mL dilakukan untuk melihat pengaruhnya terhadap porositas serta proses filtrasi. Peningkatan biokompatibilitas dilakukan dengan pelapisan etilselulosa pada variasi konsentrasi 3 dan 10%. Etilselulosa disintesis dalam ukuran nano dari isolat selulosa limbah kertas. Isolasi selulosa dari limbah kertas dilakukan dengan deinking dan alkalisasi, sedangkan proses sintesis etilselulosa dilakukan melalui refluks dengan etilklorida dan sonikasi untuk memperkecil ukuran partikel. Karakteristik material dianalisis menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR) untuk membuktikan keberhasilan isolasi, sintesis material dan pelpisan pada membran komposit dengan menampilkan serapan gugus fungsi; X-ray Diffraction (XRD) untuk membandingkan difraktogram 2? etilselulosa dengan referensi; Thermogravimetric Analysis (TGA) untuk mengetahui ketahanan termal selulosa dan etilselulosa yang diperoleh; Particle Size Analyzer (PSA) untuk mengkonfirmasi etilselulosa dalam ukuran nano serta morfologi membran komposit dianalisis menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Pengujian karakter membran dilakukan dengan uji sudut kontak dan uji porositas membran. Sedangkan pengujian kinerja membran dilakukan dengan uji kuantifikasi protein dan uji permeasi gas tunggal O2 dan CO2. Pengujian kuantifikasi protein dilakukan pada sistem filtrasi larutan artifisial substitusi plasma darah berupa bovine serum albumin (BSA). Hasil menunjukkan bahwa pada Pebax/PDMS dan SBS/PDMS terlapisi etilselulosa 10% memiliki kandungan protein terendah mencapain 0 ?g/mL, sehingga dapat meminimalisasi risiko kebocoran plasma (akibat biofouling). Sementara itu, pengujian permeasi gas menunjukkan bahwa PTFE/PDMS dan SBS/PDMS terlapisi etilselulosa 10% memiliki kemampuan oksigenasi yang baik dengan selektivitas CO2/O2 masing-masing sebesar 3,479 dan 3,216.