Nachriebe 601 Electrospinning Manual Edisi Sept 2017

(1)

User Manual

Edisi September 2017

NACHRIEBE 601

(2)

1. Power Suplai Tegangan Tinggi ... 4

2. Syringe Pump ... 5

3. Kolektor Drum... 6

4. Pengatur Kelembaban... 7

5. Sistem kamera pemantau terbentuknya serat (taylor cone) ... 9

1. Prosedur Menghidupkan Alat ... 12

2. Memasang larutan pada syringe pump .. 13

3. Memasang kolektor ... 14

4. Pengaturan laju alir (flow rate) syringe pump ... 15

5. Pengaturan nilai kelembaban relatif ... 22

6. Pengaturan tegangan high voltage ... 24

(3)

Elektrospinning merupakan salah satu teknik untuk memproduksi

nanoserat (nanofiber). Nanoserat hasil elektrospinning memiliki

karakteristik yang unik, seperti luas permukaan yang lebih besar dari

volume, memiliki sifat kimiawi, konduktivitas dan sifat optik tertentu.

Oleh karena itu nanoserat berpotensi untuk diaplikasikan ke berbagai

bidang seperti: filter air, filter udara, obat-obatan, sensor, sel surya dan

masih banyak aplikasi yang dapat diterapkan lainnya.

Nachriebe 601 ini adalah sistem elektrospinning yang diproduksi

pada tahun 2017 yang telah mengalami penyempurnaan pada

beberapa bagian dari tipe sebelumnya (Nachriebe 600). Salah satu

kelebihan utama dari sistem ini yaitu memiliki pengaturan parameter

lingkungan seperti kelembaban dan suhu yang sangat terjaga. Selain

itu, pada tipe ini juga telah dilakukan penambahan lensa eksternal

pada kamera untuk mengamati bentuk kerucut serat (taylor cone)

sehingga dapat menghasilkan gambar yang lebih jelas dan perbesaran

lebih tinggi. Beberapa fitur yang terdapat pada alat ini mampu

mendukung pengembangan riset nanoserat dalam skala laboratorium

maupun produksi massal. Fitur tersebut diantaranya: power suplai

tegangan tinggi yang dapat beroperasi hingga 20 kV dengan stabil,

syringe pump yang sudah terkalibrasi, sistem pengatur kelembaban

yang dapat diatur, sistem kamera dan fitur pendukung lainnnya.

Hingga saat ini, sistem ini telah diuji untuk memproduksi

(4)

Sebelum

memulai

eksperimen,

dalam

rangka

keselamatan dan memperoleh hasil yang baik, perlu

diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

1. Usahakan menggunakan jas lab pada saat

eksperimen dan jangan lupa menggunakan sepatu

atau sandal yang terbuat dari karet.

2. Demi menjaga kestabilan alat, dilarang memindah

tempatkan alat dari posisinya semula, kecuali jika

diperlukan untuk dipindahkan di posisi baru yang

tidak akan dipindah-pindah lagi.

3. Pastikan semua kabel dan konektor kondisinya

baik, jika terdapat kerusakan hubungi Nachriebe

Electrospinning ITB.

4. Jauhkan dari debu, keadaan lembab, serta air pada

alat elektrospinning, tempatkan pada tempat yang

sejuk / tidak terkena sinar matahari langsung.

5. Tempatkan alat elektrospinning pada tempat yang

stabil / aman agar tidak terjatuh.

6. Pastikan seluruh sistem ground terhubung ke

(5)

kabel ground yang berada di bagian belakang alat

dengan terminal ground yang sudah disediakan.

7. Beri alas tambahan pada bagian dalam alat, agar

bagian alas chamber tidak terkena tetesan larutan.

8. Pastikan pada saat eksperimen dengan larutan

atau pelarut yang berbahaya, untuk menggunakan

masker, sarung tangan dan perlengkapan safety

lainnya.

9. Pastikan anda telah membaca keseluruhan

(6)

Beberapa fitur atau komponen utama dalam Nachriebe 600 Electrospinning dan fungsinya antara lain :

1. Power suplai tegangan tinggi

Gambar 1. Tampilan depan power suplai tegangan tinggi

Berfungsi sebagai pensuplai tegangan tinggi yang diberikan

pada jarum, agar larutan menjadi bermuatan dan tertarik ke

arah ground sehingga memungkinkan terbentuknya serat.

Dapat dioperasikan hingga 20 kV DC dengan stabil. Selain

pengaturan besar tegangan yang digunakan, di dalamnya juga

terdapat pengaturan laju alir syringe pump dan pengaturan

kelembaban udara dalam chamber pada nilai diinginkan yang

(7)

2. Syringe Pump

Gambar 2. Syringe pump

Syringe pump digunakan sebagai pendorong larutan dengan

laju alir tertentu yang dapat diatur, alat ini sudah terkalibrasi,

dan flowrate dapat dioperasikan dengan satuan ml/menit ;

ml/jam ; µl/menit dan µl/jam. Syringe pump pada versi ini telah

menggunakan sistem linear guide dan as drat yang dibuat fix

dengan sistem pendorongnya, sehingga akan meminalisir

(8)

3. Kolektor Drum

Gambar 3. Kolektor drum geser

(9)

4. Pengatur Kelembaban

Gambar 4. a) tabung silika gel, b) pompa exhaust dan c) sensor kelembaban

Dalam proses elektrospinning, parameter lingkungan seperti

kelembaban udara sangat menentukan dalam pembentukan

serat. Kelembaban relatif udara yang baik dalam proses

elektrospinning berkisar antara 30-50%. Oleh karena itu

(10)

Pada Nachriebe 601 elektrospinning ini, kami menawarkan suatu

sistem pengaturan kelembaban udara yang dapat diatur pada

nilai yang dibutuhkan.

Penurunan kelembaban menggunakan material silica gel,

dengan sirkulasi udara yang diatur melalui sebuah pompa yang

akan mati secara otomatis apabila sudah mencapai nilai

kelembaban yang diset. Sedangkan sensor kelembaban

menggunakan sensor DHT21 dengan keakuratan dan yang baik

(+1%), selain kelembaban sensor ini juga sekaligus dapat

membaca nilai temperatur udara yang ada di dalam chamber.

Silica gel akan berubah warna dari biru menjadi pudar atau

kemerahan apabila sudah digunakan, apabila kondisi ini sudah

terjadi, maka silica gel harus segera diganti dengan yang baru,

silica gel yang sudah pudar bisa digunakan kembali dengan cara

(11)

5. Sistem kamera pemantau terbentuknya serat

(

taylor cone

)

Gambar 5. Kamera dan monitor pemantauan taylor cone

Taylor cone adalah istilah dalam elektrospinning, yaitu bentuk

kerucut dalam ujung jarum yang menandakan terbentuknya serat

pada larutan. Untuk mengamati ini, harus menggunakan kamera

dengan pembesaran yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat fitur

yang berfungsi untuk mengamati taylor cone. Serat yang

berkualitas baik ditunjukkan dengan kestabilan bentuk kerucut ini

(12)

parameter seperti laju alir dan tegangan. Karena itu monitoring

bentuk kerucut ini setiap waktu sangat diperlukan.

Kamera pada sistem ini memiliki kemampuan perbesaran 30X

dan ditambah lensa cembung sebagai perbesaran tambahan,

sehingga dapat menangkap gambar cone jet dengan lebih jelas

seperti tampak pada gambar 5 monitor di atas.

Pada bagian belakang kamera, terdapat lima tombol seperti

tampak pada gambar 5 dengan fungsi sebagai berikut:

TELE : zoom dekat

WIDE : zoom jauh

FAR / NEAR : pengaturan fokus

MENU : tampilan menu

Biasanya pengaturan fokus dan zoom hanya dilakukan sekali

saat pertama kali penggunaan.

Hasil pembentukan gambar oleh kamera ditampilkan melalui

sebuah monitor berukuran 7 inch yang sudah tertempel di dinding

chamber. Dengan fitur ini, setiap waktu kita bisa memonitoring

(13)

TAMPILAN ALAT SECARA KESELURUHAN

Keterangan :

A. Power Suplai Tegangan Tinggi

B. Syringe Pump

C. Kolektor Drum

D. Kamera

(14)

Dalam mensintesis serat menggunakan Sistem Elektrospinning Nachriebe 601 ini, ada beberapa langkah-langkah atau prosedur yang harus diikuti antara lain :

1. Prosedur Menghidupkan Alat

Pertama kali dalam menghidupkan alat, pastikan kabel power utama dicolokkan ke listrik PLN. Kabel ground utama yang terdapat di belakang chamber juga dicolokkan ke terminal ground universal yang sudah disediakan. Kemudian posisikan switch utama (main power) yang terdapat di bagian depan chamber ke arah posisi ON sampai indikator lampu berwarna merah menyala seperti tampak pada gambar 6.

(15)

2. Memasang larutan pada syringe pump

(16)

Setelah suntikkan yang berisi larutan polimer di letakkan di

syringe pump, selanjutnya kabel penjepit buaya yang berwarna merah di dalam chamber dihubungkan ke jarum suntikkan untuk dapat memberikan muatan yang berasal dari tegangan tinggi ke larutan polimer seperti tampak pada gambar 8.

Gambar 8. Memasang jepit buaya pada jarum (usahakan di posisi tengah jarum)

3. Memasang Kolektor

(17)

kolektor dimasukkan ke dalam chamber tepat di depan jarum, atur jarak antara jarum dan kolektor sesuai kebutuhan.

Kemudian dijepitkan kabel penjepit buaya ground (GND) ke baud yang terdapat pada bagian belakang kolektor (apabila menggunakan kolektor plat datar). Untuk kolektor drum, dipasangkan tiga buah colokan ke drum kolektor (2 buah catu daya 5V dan 1 buah ground (GND)) yang ada di belakang sistem kolektor drum (lingkar merah pada gambar 9).

Gambar 9. Prosedur persiapan kolektor

4. Pengaturan Laju Alir (

flow

rate) Syringe

Pump

(18)

Gambar 10. Panel Pengaturan Laju Alir dan High Voltage.

Terlebih dahulu hidupkan tombol power (tombol yang berwarna hitam bawah pada gambar 10) sehingga indikator lampu LED yang ada di sebelah kanannya menyala. Maka tampilan pada display akan muncul seperti pada gambar 11. Perlu diingat bahwa tidak diperkenankan menghidupkan

tombol HV sebelum pengaturan laju alir (flowrate)selesai.

Gambar 11. Tampilan display pada saat pertama kali dinyalakan.

(19)

Sebelum masuk ke pengaturan flowrate, diatur terlebih dahulu diamater dalam dari syringe/suntikan yang akan digunakan, biasanya untuk syringe standar elektrospinning dengan kapasitas 10 mL memiliki diameter luar sebesar 15,8 mm, dan jika syringe yang digunakan sudah standar, maka pengaturan diameter tidak perlu dilakukan lagi, karena default dari settingan diameter pada alat ini sudah diatur sebesar 15,8 mm.

Gambar 12. Suntikan standar yang digunakan (kapasitas 10mL)

Untuk masuk ke pengaturan diameter syringe dapat diikuti langkah-langkah pada tabel sebagai berikut:

(20)

No

Tombol yang ditekan

Tampilan display

2. ENTER

1X

3. ENTER

1X

4. UP

1X

5. UP

1X

6. UP

(21)

No

Muncul kursor kedap-kedip yang dapat digunakan untuk mengubah angka pada posisi kursor, untuk memindahkan kursor pada digit berikutnya tekan enter kembali.

Setelah setting diameter selesai, tekan tombol warna merah (START/STOP)

Sedangkan untuk pengaturan laju alir (flow rate) syringe pump, dapat diikuti langkah-langkah berikut ini :

(22)

No

UP  menambah digit angka DOWN  mengurangi digit angka

(23)

No

Jika settingan flowrate sudah selesai, langkah selanjutnya adalah dengan menekan tombol berwarna merah (START/STOP). Indikator syringe pump sudah beroperasi jika lampu LED Pump menyala.

Gambar 13. Lampu indikator yang menandakan syringe pump sudah berjalan

Pada saat alat elektrospinning sedang berjalan, laju alir yang sudah disetting dirasa kurang sesuai, maka untuk masuk ke pengaturannya kembali tinggal menekan tombol ENTER satu kali, maka akan langsung masuk ke pengaturan laju alir.

(24)

untuk mengembalikan arah pergerakan pendorong syringe ke semula, tinggal menekan tombol REW kembali, sehingga LED tidak berkedip (hanya menyala). Menekan tombol (START/STOP) dalam keadaan pump jalan (led nyala) menyebabkan pump berhenti (led mati).

5. Pengaturan Nilai Kelembaban Relatif

(25)

No

(26)

No menyala sampai mencapai nilai kelembaban yang ditentukan, kemudian secara otomatis pompa akan mati.

6. Pengaturan Tegangan High Voltage

Untuk mengaktifkan high voltage, hidupkan tombol HV pada panel sehingga lampu LED di sebelah kanannya menyala.

(27)

Gambar 14. Switch Variabel High Voltage

Perlu diingat, pada sistem elektrospinning Nachriebe 601 ini, pengaturan nilai high voltage menggunakan sistem Rotary Encoder, sehingga pada saat menyalakan high voltage secara otomatis akan berada di posisi 0.0 kV meskipun saat mematikan tidak diposisi 0.

(28)