i MODIFIKASI SCREEN-PRINTED CARBON ELECTRODE (SPCE) DENGAN MENGGUNAKAN MATERIAL NANOPARTIKEL SILIKON TERFUNGSIONALISASI NAFION (SiNP/Naf) PADA SENSOR ELEKTROKIMIA NON - ENZIMATIK UNTUK PENDETEKSIAN URIC ACID (UA) TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh NURUL HUDA NIM : 23319303 (Program Studi Magister Teknik Fisika) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Agustus 2021 i ABSTRAK MODIFIKASI SCREEN-PRINTED CARBON ELECTRODE (SPCE) DENGAN MENGGUNAKAN MATERIAL NANOPARTIKEL SILIKON TERFUNGSIONALISASI NAFION (SiNP/Naf) PADA SENSOR ELEKTROKIMIA NON - ENZIMATIK UNTUK PENDETEKSIAN URIC ACID (UA) Oleh NURUL HUDA NIM. 23319303 (Program Studi Magister Teknik Fisika) Telah berhasil dikembangkan sensor elektrokimia non-enzimatik yang dapat digunakan untuk mendeteksi uric acid (UA) berbasis screen-printed carbon electrode (SPCE) yang dimodifikasi dengan menggunakan material silikon nanopartikel terfungsionalisasi Nafion. Material silikon nanopartikel digunakan karena keunggulannya yang mana diantaranya adalah ketersediaannya yang melimpah, biokompatibilitas yang baik, dan porositas serta luas permukaan yang dapat diatur sesuai dengan metode sintesis yang digunakan. Nafion merupakan fluoropolimer-kopolimer berbasis tetrafluoroetilena tersulfonasi yang telah banyak digunakan untuk sensor elektrokimia dengan fungsi untuk meningkatkan stabilitas sensor terhadap analit yang diukur. Pada penelitian ini, material silikon berhasil disintesis melalui metode deposisi uap kimia non-termal yang dikonfirmasi strukturnya melalui difraktogram XRD dan morfologinya melalui citra SEM. Kristalinitas dari material silikon yang dihasilkan adalah 69,85 %. Karakterisasi SEM-EDS juga dilakukan untuk mengkonfirmasi keberhasilan proses modifikasi SPCE oleh material SiNP dan SiNP/Naf. Perubahan morfologi SPCE dan spektrum EDS yang terukur menunjukkan keberhasilan proses modifikasi SPCE untuk setiap tahapannya. Metode voltametri siklik, spektroskopi impedansi elektrokimia, dan voltametri pulsa diferensial dilakukan untuk menganalisis karakteristik elektrokimia dan performa sensor elektrokimia non-enzimatik berbasis struktur SPCE/SiNP/Naf terhadap analit asam urat. Berdasarkan hasil analisis elektrokimia, diperoleh sensor dengan sensitivitas, batas deteksi, dan batas kuantifikasi masing-masing sebesar 0,01 µA.mM-1.cm -2 , 0,21 µM dan 0,69 µM pada rentang konsentrasi uric acid pengukuran linier 10 – 1000 µM. Kemudian, studi stabilitas sensor juga dilakukan yang mana dihasilkan nilai simpangan baku relatif 4.83 %. Kata kunci: sensor elektrokimia non-enzimatik, screen-printed carbon electrode (SPCE), nanopartikel silikon (SiNP), nafion, uric acid (UA). ii ABSTRACT MODIFICATION OF SCREEN -PRINTED CARBON ELECTRODE (SPCE) BY THE NAFION FUNCTIONALIZED SILICON NANOPARTICLES (SiNP/Naf) MATERIALS IN NON-ENZYMATIC ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR URIC ACID (UA) DETECTION By NURUL HUDA NIM. 23319303 (Master’s Program in Engineering Physics) A non-enzymatic electrochemical sensor has been successfully developed that can be used to detect uric acid (UA) based on a modified screen-printed carbon electrode (SPCE) using Nafion functionalized silicon nanoparticles. Nanoparticle silicon material is used because of its advantages, which include its abundant availability, good biocompatibility, and adjustable porosity and surface area according to the synthesis method used. Nafion is a sulfonated tetrafluoroethylene based fluoropolymer-copolymer that has been widely used for electrochemical sensors with the function of increasing the stability of the sensor to the analyte being measured. In this study, silicon material was successfully synthesized through the non- thermal chemical vapor deposition method which confirmed its structure by XRD diffractogram and morphology by SEM image. The crystallinity of the silicon material produced is 69.85%. SEM-EDS characterization was also carried out to confirm the success of the SPCE modification process by SiNP and SiNP/Naf materials. The changes in the morphology of SPCE and the EDS spectrum that were measured indicated the success of the SPCE modification process for each stage.