Perpustakaan Digital ITB

Rhodamin B merupakan zat pewarna sintetik yang berbahaya bagi kesehatan, sehingga diperlukan metode deteksi yang sensitif, cepat, dan akurat. Metode analisis konvensional dengan akurasi tinggi umumnya membutuhkan instrumen yang mahal, preparasi sampel yang relatif kompleks, serta waktu analisis yang lama. Metode Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) menjadi alternatif yang potensial karena memanfaatkan penguatan hamburan Raman untuk mendeteksi analit pada konsentrasi rendah. Namun, pengembangan substrat SERS masih menghadapi tantangan utama, khususnya pada substrat berbasis Ag. Tantangan tersebut meliputi distribusi Ag yang kurang homogen, stabilitas permukaan Ag yang terbatas, agregasi partikel yang sulit dikontrol, serta pembentukan hotspot yang tidak merata. Pada sistem yang menggunakan silika sebagai material pendukung, tantangan lain muncul meliputi pengaturan morfologi, konektivitas pori, keterbasahan permukaan, dan kemampuan permukaan silika dalam mendukung deposisi Ag serta adsorpsi analit. Penelitian ini menggunakan pendekatan rekayasa material berbasis silika bermorfologi bicontinuous concentric lamellar (bcl) sebagai scaffold atau material pendukung untuk mengarahkan pembentukan struktur Ag dan menyediakan situs aktif bagi adsorpsi Rhodamin B. Morfologi bcl dipilih karena memiliki susunan lamelar yang dapat menyediakan ruang antarlamela, meningkatkan area permukaan, dan mendukung terbentuknya celah antarnanostruktur Ag yang berpotensi menghasilkan hotspot SERS. Penelitian ini bertujuan untuk memfabrikasi serta menganalisis karakteristik substrat SERS berbasis Ag/SiO2-bcl dengan morfologi bcl sebagai material pendukung pembentukan hotspot dan situs adsorpsi Rhodamin B. Hipotesis yang diajukan adalah morfologi bcl pada silika dapat membantu mengatur distribusi Ag dan menyediakan ruang aktif bagi interaksi Rhodamin B dengan daerah plasmonik (hotspot), sehingga menghasilkan substrat SERS yang lebih homogen dan memiliki performa deteksi yang baik. Fabrikasi substrat diawali dengan optimasi dispersi SiO2-bcl melalui variasi pelarut. Kestabilan dispersi dikonfirmasi melalui pengukuran zeta potensial, sedangkan morfologi film tipis SiO2-bcl dikonfirmasi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil SEM menunjukkan bahwa pemilihan pelarut berpengaruh terhadap kualitas film tipis dan keterjagaan morfologi bcl. Deposisi Ag dilakukan dengan pendekatan bottom-up melalui perendaman film tipis ke dalam prekursor AgNO3, kemudian dilanjutkan dengan reduksi kimia. Karakteristik plasmonik substrat dikonfirmasi melalui munculnya puncak plasmonik utama pada 420 nm, lalu diikuti puncak plasmonik 488; 532; dan 688 nm dengan konsentrasi AgNO3 optimum sebesar 0,2 M. Puncak tersebut menunjukkan respons optik Ag yang relevan terhadap penguatan sinyal Raman. Pembuktian performa substrat dilakukan melalui pengukuran SERS Rhodamin B menggunakan tiga panjang gelombang laser pengeksitasi, yaitu 488; 532; dan 785 nm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa substrat Ag/SiO2-bcl mampu mendeteksi Rhodamin B hingga konsentrasi 10?12 M menggunakan laser pengeksitasi 488 nm, 10?9 M menggunakan laser pengeksitasi 532 nm, dan 10?3 M menggunakan laser pengeksitasi 785 nm. Performa terbaik diperoleh pada laser 488 nm, yang menunjukkan kesesuaian lebih baik antara panjang gelombang eksitasi dan karakter plasmonik substrat. Puncak-puncak Raman yang teramati sesuai dengan mode vibrasi Rhodamin B yang dilaporkan dalam literatur, sehingga mengonfirmasi bahwa sinyal yang dihasilkan berasal dari karakter molekuler Rhodamin B. Kebaruan penelitian ini terletak pada pemanfaatan morfologi SiO2-bcl sebagai material pendukung Ag untuk mengarahkan pembentukan hotspot dan situs adsorpsi analit. Kontribusi ilmiah dari penelitian ini adalah memberikan strategi fabrikasi substrat SERS berbasis Ag/SiO2-bcl yang mampu meningkatkan performa deteksi Rhodamin B pada konsentrasi rendah serta memperluas pengembangan material pendukung silika untuk aplikasi sensor plasmonik.