Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan ekonomi dan teknologi membawa dampak yang buruk pada lingkungan. Selama beberapa dekade terakhir, gas VOC menjadi gas yang berbahaya bagi manusia. Gas VOC merupakan gas organik yang mudah menguap di lingkungan dan berbahaya bagi kesehatan walaupun dengan konsentrasi yang sangat rendah. Gas ini terus menerus menguap dari berbagai aktivitas manusia seperti proses pengecetan, mainan anak-anak, gas buangan kendaraan hingga pestisida. Konsentrasi gas VOC dalam ruangan jauh lebih tinggi dibandingkan diluar ruangan. Beberapa dampak negatif saat terpapar gas VOC adalah iritasi pada kulit, iritasi pernafasan, sakit kepala, kerusakan saraf dan genetik hingga menyebabkan kematian. QCM merupakan salah satu sensor yang dapat mendeteksi keberadaan VOC. Sensor QCM memiliki keunggulan dibandingkan dengan sensor lain yaitu pendeteksian yang cepat, proses preparasi sampel yang mudah dan sensitif terhadap perubahan massa. Namun, perlu dilakukan pelapisan pada permukaan QCM agar meningkatkan sensitivitas sensor terhadap berbagai jenis gas VOC. Material berbentuk nanofiber telah diketahui memiliki karakteristik adsorpsi yang baik, luas permukaan yang tinggi serta ukuran yang kecil. Komposit nanopartikel dengan nanofiber diketahui mampu meningkatkan sensitivitas pada sensor QCM. Penelitian ini bertujuan untuk membuat komposit nanofiber PAN/nikel sebagai lapisan aktif pada permukaan QCM untuk meningkatkan sensitivitas sensor terhadap gas VOC. Optimasi parameter dilakukan untuk menentukan komposisi PAN/nikel optimum. Nanofiber PAN berhasil difabrikasi dengan teknik elektrospinning. Konsentrasi larutan optimum nanofiber PAN adalah 8% berdasarkan hasil analisis bentuk nanofiber menggunakan mikroskop digital. Konsentrasi larutan 8% menghasilkan nanofiber yang stabil. Teknik elektrospray digunakan untuk memfabrikasi nanopartikel nikel pada permukaan nanofiber PAN. Hasil fabrikasi nanopartikel nikel didapatkan konsentrasi larutan optimum 8% berdasarkan analisis bentuk nanofiber dan perubahan ukuran nanofiber menggunakan mikroskop digital serta pengujian terhadap gas. Hasil SEM menunjukan morfologi nanofiber PAN dan komposit PAN/nikel menunjukan bentuk nanofiber yang memanjang dan stabil. Pengukuran diameter nanofiber PAN menunjukan hasil 220,088 nm dan meningkat saat diberi nanopartikel nikel menjadi 335,48 nm. Hasil EDS menunjukan unsur yang terkandung pada komposit sesuai dengan unsur penyusunnya. Hasil karakterisasi FTIR menunjukan adanya ikatan antar molekul pada PAN dan Nikel ditandai dengan munculnya beberapa puncak absorbansi pada komposit. Pengujian sensor menunjukan hasil yang sangat baik untuk QCM dengan komposit PAN/nikel ditandai dengan perubahan frekuensi sebesar 468 Hz dibandingkan dengan QCM berlapis PAN sebesar 55,6 Hz dan berlapis nanopartikel nikel sebesar 200,1 Hz terhadap respon gas metanol. Ini merupakan peningkatan hampir 10 kali dibandingkan dengan sensor QCM blanko. Sensitivitas sensor QCM berlapis komposit PAN/nikel menunjukan hasil yang sangat sensitif dibandingkan dengan QCM lain. Berdasarkan analisis regresi linear didapat nilai sensitivitas sebesar 306,04 Hz/Lmenit-1. Hasil LOD dan LOQ menunjukan sensor QCM berlapis PAN/nikel memiliki nilai yang rendah sehingga sangat sensitif terhadap gas metanol. Uji selektivitas menunjukan respon sensor QCM berlapis PAN/nikel selektif terhadap gas metanol dengan penurunan frekuensi tertinggi dibandingkan gas etanol, aseton dan formaldehida. Interaksi ikatan antar molekul pada nanofiber PAN dan nanopartikel Nikel terhadap gas metanol berperan penting terhadap penurunan frekuensi resonansi. Uji stabilitas menunjukan respon sensor QCM tetap stabil digunakan berulang selama 30 hari.