Perpustakaan Digital ITB

Nanopartikel logam mulia seperti emas (AuNP) dan perak (AgNP) memiliki karakteristik optik yang sangat menarik yaitu adanya efek resonansi plasmon permukaan terlokalisasi (Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR). Kemunculan efek LSPR disebabkan karena adanya interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan logam yang dapat meningkatkan medan listrik dipermukaan logam dan hal ini dapat diamati dengan adanya kenaikan nilai absorbansi yang disebut sebagai puncak plasmonik. Pada beberapa dekade terakhir, nanopartikel logam mulia telah banyak dimanfaatkan dalam beberapa aplikasi di bidang terapi, deteksi dan diagnostik, biolabeling, drug delivery, penginderaan kimia dan biologi, imaging, nonlinier optik, fotovoltaik serta sebagai katalis. Pada umumnya nanopartikel logam membutuhkan material capping organik untuk mencegah agregasi ataupun interaksi dengan partikel lain. Dengan fungsionalisasi area capping yang sangat sensitif terhadap perubahan medium sekitarnya akan mempengaruhi karakteristik optik dari nanopartikel logam tersebut dan hal ini selanjutnya dapat dipakai untuk aplikasi sebagai sensor plasmonik. Tujuan penelitian ini adalah melakukan studi fungsionalisasi nanopartikel emas dan perak yang dilakukan secara ekperimen dan komputasi untuk mengetahui koordinasi yang terjadi antara logam core dan capping molekul organik yang selanjutnya dapat dimanfaatkan dalam aplikasi sensor colorimetric. Material capping yang digunakan pada penelitian ini adalah citrate (CA) dan 3- mercaptopropionic acid (3-MPA). Sintesis Au-CA dan Ag-CA dilakukan dengan metode reduksi dari Turkevich et. al sedangkan Au-MPA dan Ag-MPA disintesis dengan metode pertukaran ligan dan metode reduksi termodifikasi yang dikembangkan oleh Yonezawa dan Kunitake et.al. Dalam penelitian ini, metode komputasi yang digunakan untuk mempelajari konformasi dan koordinasi antara logam dan material capping adalah density functional theory (DFT) dengan menggunakan aplikasi komputasi paket Orca versi 4.2.1 dan Avogadro with Orca Support. Kode komputasi yang digunakan pada aplikasi Orca menggunakan fungsi B3LYP dan basis LANL2DZ untuk menganalisis frekuensi vibrasional dari sistem emas maupun perak dengan ligannya (emas - ligan / perak - ligan). Sistem komputasi pada Au-CA dan Ag-CA disiapkan dengan model anion bicarbonate dan glycolate sebagai pengganti citrate untuk menyederhanakan perhitungan yaitu menempelkan ujung karboksilat pada atom Au, sedangkan sistem Au-MPA dan Ag-MPA disiapkan dengan anion 3-MPA dan emas maupun perak yang menempel dengan atom sulphur. Hasil karakterisasi optik ditunjukkan dengan adanya puncak plasmonik yang merupakan karakteristik unik dari nanopartikel logam mulia. Pada Au-CA dan Au- MPA puncak plasmonik berada di daerah panjang gelombang 521 nm dan 532 nm, sementara itu Ag-CA dan Ag-MPA memiliki puncak plasmonik di panjang gelombang 425 nm dan 420 nm. Hasil karakterisasi kimiawi dari Au-CA, Au-MPA, Ag-CA dan Ag-MPA menunjukkan bahwa material capping memiliki konformasi dan koordinasi yang berbeda ketika berinteraksi dengan Au dan Ag. Dalam penelitian ini didapatkan bahwa model struktur molekul yang digunakan dalam komputasi dan hasil eksperimen memiliki kecenderungan hasil yang sama terkait dengan ikatan dan energi vibrasi yang didapatkan. Dari output struktur molekul dapat ditunjukkan bahwa Au cenderung untuk memiliki ikatan kovalen dengan CA, sedangkan Ag lebih memiliki ikatan ionik dengan CA. Sementara itu, output struktur molekul Au dan Ag dengan 3-MPA lebih cenderung memiliki ikatan kovalen.