SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MAGNETIK DAN
LISTRIK KOMPOSIT FILM BERBASIS
Fe-filled
MULTIWALLED NANOTUBE CARBON
NADIA PUTRY UTAMI SUWANDI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sintesis dan Karakterisasi Sifat Magnetik dan Listrik Komposit Film Fe-Filled Multiwalled Nanotube Carbon (MWNT) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
NADIA PUTRY UTAMI SUWANDI. Sintesis dan Karakterisasi Sifat Magnetik dan Listrik Komposit Film Berbasis Fe-Filled Multiwalled Nanotube Carbon Dibimbing oleh SITI NIKMATIN dan SETYO PURWANTO.
Telah dilakukan sintesis dan karakterisasi sifat magnetik dan listrik komposit film berbasis Fe-Filled Multiwalled Nanotube Carbon dengan metode Simple Mixing. Pada penelitian ini digunakan MWNT dan Fe-MWNT yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya. PVA dicampurkan dengan MWNT dan PVA dicampurkan dengan Fe-MWNT, baru kemudian dilakukan proses evaporasi dimana komposit tersebut hanya didiamkan selama 2 hari di udara terbuka pada temperatur ruangan sampai akhirnya membentuk film tipis. Analisis X-Ray Diffractometer menunjukkan dengan adanya penambahan MWNT dan Fe-MWNT akan mengubah sifat konduktivitas yang dilihat dari ukuran butir. Struktur morfologi dari PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT juga terlihat jelas dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy. Analisis LCR menunjukkan PVA/MWNT bersifat isolator dan PVA/Fe-MWNT bersifat konduktor. Sedangkan untuk sifat magnetik PVA/MWNT bersifat diamagnetik dan PVA/Fe-MWNT bersifat paramagnetik hasil pengujian dengan Vibrating Sampel Magnetometer.
Kata kunci :Fe-MWNT, MWNT, PVA, sifat listrik, sifat magnetik
ABSTRACT
NADIA PUTRY UTAMI SUWANDI. Synthesis and Characterization of Magnetic and Electric Properties Composite Film Based Fe-Filled Multiwalled Carbon Nanotubes. Guided by SITI NIKMATIN dan SETYO PURWANTO. Research and development have synthesis and characterization of magnetic and electrical properties of composite films based on Fe-Filled Multiwalled Carbon Nanotubes (MWNT) with the Simple Mixing method. In this study used MWNT and Fe-MWNT from the last research. MWNT mixed with PVA and PVA mixed with Fe-MWNT, and then do evaporation process where composite is allowed to stand for 2 days at the temperature room until finally forming a thin film. Analysis of X-Ray Diffractometer shows that the addition of MWNT and Fe-MWNT will enhance the conductivity from the number of broad grain size. Morphological structure of PVA/MWNT and PVA/Fe-MWNT also obvious by using Scanning Electron Microscopy. LCR analysis showed that PVA/MWNT are insulators and PVA/Fe-MWNT are conductors. As for the magnetic properties of PVA/MWNT is diamagnetic and PVA/Fe-MWNT is paramagnetic test results with Vibrating Sample Magnetometer.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Departemen Fisika
SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MAGNETIK
DAN LISTRIK KOMPOSIT FILM
Fe-Filled MULTIWALLED
NANOTUBE CARBON
NADIA PUTRY UTAMI SUWANDI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Sintesis dan Karakterisasi Sifat Magnetik dan Listrik Komposit Film Berbasis Fe-Filled Multiwalled Nanotube Carbon
Nama : Nadia Putry Utami Suwandi NIM : G74090026
Dr. Siti Nikmatin, S.Si, M.Si Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr. Setyo Purwanto, M.Eng Pembimbing II
Dr. Akhirudin Maddu Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini dengan judul “Sintesis dan karakterisasi sifat magnetik dan dielektrik komposit Fe-filled carbon nanotube”. Tugas ini disusun sebagai salah satu syarat melakukan penelitian dan memperoleh gelar sarjana Sains di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Ibu Siti Nikmatin selaku pembimbing I yang telah memberi bimbingan,
motivasi, kritik, dan saran.
2. Bapak Setyo Purwanto selaku pembimbing II yang telah memberi bimbingan, motivasi, kritik, dan saran.
3. Bapak Akhirudin Maddu dan Bapak Irzaman selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan saran.
4. Kedua orang tua penulis Bapak Suwandi dan Ibu Anna Hasanah yang selalu mendoakan, membimbing dan memberikan semangat.
5. Kakak dan Adik Nindya Ayu Pratiwi dan Diana Triwulandari yang selalu mendukung dan memberikan semangat.
6. Seluruh Dosen Pengajar, staf dan karyawan di Departemen Fisika FMIPA IPB.
7. Singgih family (keluarga TPB) Singgih Giri, Amanda, Annisa, Ines, Della, Lutfi, Apis, Bagas, Agung, Anugrah, Natasha, dan Fitri.
8. Vino Fernando yang telah mendampingi dan memberikan semangat. 9. Sahabat-sahabat tercinta Ihsan, Lina,. Shelly, Anindya, Astrid, Olga,
Yulia, Doddy, Ayu yang selalu mendukung dan memberikan semangat. 10.Teman-teman seperjuangan fisika 46 Irma, Zashli, Firda, Alpi, Agi,
Chriss, Rian, Anugrah, Husnul dan Helena.
11.Pihak BATAN PTBIN bapak Mashadi, Ibu Madesa, bapak Saiful, bapak Yunas, bapak Purwanto, pak Salim dan pak Safei atas bantuan dan bimbingannya.
12.Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis ucapkan satu per satu, terimakasih banyak atas dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk pengembangan penelitian yang lebih baik.
Bogor, Juni 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian 6
Alat dan Bahan Penelitian 6
Prosedur Penelitian 6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Pola Difraksi Sinar X 9
Analisis Sifat Morfologi 14
Analisis Sifat Listrik 18
Analisis Sifat Magnetik 22
SIMPULAN DAN SARAN 25
Simpulan 25
1 Hasil Perhitungan FWHM PVA dan PVA/MWNT 11
4 Hasil Perhitungan Ukuran Butiran PVA dan PVA/Fe-MWNT 14
5 Nilai EDS SEM PVA/MWNT 16
6 Nilai EDS SEM PVA/Fe-MWNT 18
7 Hasil Perhitungan Konduktivitas PVA dan PVA/MWNT 20 8 Hasil Perhitungan Konduktivitas PVA dan PVA/Fe-MWNT 22
DAFTAR GAMBAR
1 Carbon Nanotube 3
2 Struktur Gugus Fungsi Polyvinil Alchohol 5
3 Sintesis PVA/MWNT 7
4 Sintesis PVA/Fe-MWNT 8
5 Hasil Pengujian XRD untuk PVA dan PVA/MWNT 9
6 Literatur pola XRD untuk PVA dan MWNT 10
7 Grafik Jumlah Ukuran Butir PVA dan PVA/MWNT 12 8 Hasil Pengujian XRD untuk PVA dan PVA/Fe-MWNT 13 9 Grafik Jumlah Ukuran Butir PVA dan PVA/Fe-MWNT 14 10 Citra SEM untuk PVA, PVA/MWNT 2, dan PVA/MWNT 4 16 11 Citra SEM untuk PVA/Fe-MWNT 2 dan PVA/Fe-MWNT 4 17 12 Hasil Pengujian Konduktivitas untuk PVA dan PVA/MWNT 19 13 Pengaruh Variasi Konsentrasi MWNT terhadap konduktivitas 20 14 Hasil Pengujian Konduktivitas PVA dan PVA/Fe-MWNT 21 15 Pengaruh Variasi Konsentrasi MWNT terhadap konduktivitas 22 16 Hasil Pengujian VSM untuk PVA dan PVA/MWNT 23 17 Hasil Pengujian VSM untuk PVA dan Pva/Fe-MWNT 24
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram Alir Penelitian PVA/MWNT 28
2 Diagram Alir Penelitian PVA/Fe-MWNT 29
3 Hasil Pengujian XRD 30
4 Hasil Pengujian SEM 35
5 Hasil Pengujian LCR 40
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan teknologi nano dewasa ini sangatlah pesat. Hal ini dapat dibuktikan dengan sudah banyaknya produk hasil teknologi nanopartikel yang digunakan masyarakat dalam kehidupan sehari-hari, seperti komponen barang-barang elektronik dan lain-lain. Teknologi modern dengan material yang baru mempunyai sifat-sifat yang lebih baik. Material nanopartikel bisa menampilkan sifat-sifat optik, elektronik, magnetik, dan kimia yang lebih baik dengan menyisipkan nanopartikel seperti clay, logam atau MWNT yang bertindak sebagai filler dalam sebuah matriks. Nanokomposit menunjukkan sifat baru yang lebih unggul dibandingkan dengan material asalnya.1
Nanomaterial memiliki sifat yang khas dan banyak diminati karena memiliki ukuran partikel yang sangat kecil (1 nm = 10-9 m), sehingga luas permukaamnya sangat tinggi. Di samping itu, dengan ukuran yang sangat halus, maka sifat-sifat khas unsur tersebut akan muncul dan dapat direkayasa, misalnya sifat kemagnetan, optik, kelistrikan, termal dan lainnya.2
Salah satu hasil dari teknologi nano adalah karbon dalam ukuran nanometer atau biasa disebut carbon nanotube (CNT). CNT adalah satu rantai atom karbon yang berikatan secara heksagonal berbentuk silinder tabung yang berdiameter nanometer. Beberapa metode dapat digunakan untuk sintesis CNT antara lain Chemical Vapor Deposition (CVD), Laser Ablation dan Spray Pyrolysis. CNT terdiri dari 2 jenis yakni SWNT (Single Walled Nanotube Carbon) dan MWNT (Multi Walled Nanotube Carbon).3
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dan membandingkan sifat magnetik dan listrik dari campuran PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT pada konsentrasi yang berbeda. Hal ini memungkinkan apakah dengan adanya penambahan MWNT dan Fe-MWNT yang banyak akan mengubah sifat magnetik dan listrik dari komposit film ini. Penelitian ini menggunakan metode Simple Mixing dengan pelarut berupa Polivinil Alkohol (PVA). Metode Simple Mixing merupakan metode pencampuran sederhana dimana pembuatan atau sintesis material nanokomposit dilakukan dengan cara mencampurkan PVA dengan MWNT (nanotube karbon) menjadi PVA/MWNT dan pencampuran PVA dengan Fe-MWNT (unsur Fe yang telah dimasukkan kedalam MWNT) menjadi PVA/Fe-MWNT yang diaduk hingga homogen dan dibiarkan sampai kering. Dengan variasi konsentrasi yang dilakukan terhadap PVA, MWNT dan Fe-MWNT, hal ini memungkinkan untuk mengetahui apakah sifat listrik dan sifat magnetik dari komposit film ini akan meningkat.4
Perumusan Masalah
1. Belum diketahuinya secara mendetail kondisi optimum pembuatan komposit film Fe-filled Multiwalled Carbon Nanotube Polivinil Alkohol, khususnya dengan pendispersi SDS MWNT.
2
Tujuan Penelitian
1. Mensintesa dan karakterisasi sifat magnetik dan listrik seperti sifat hantaran atau konduktivitas bahan komposit film Fe-filled Multiwalled Carbon Nanotube (MWNT) 2. Mengetahui kondisi optimum pembuatan Komposit Film Fe-filled Multiwalled Carbon
Nanotube
3. Mencari sifat magnetik dan listrik yang terbaik dari Komposit Film Fe-filled Multiwalled Carbon Nanotube.
TINJAUAN PUSTAKA
Teknologi Nano dan Carbon Nanotube
Teknologi nano dapat didefinisikan sebagai bidang-bidang teknologi dimana dimensi dan toleransi pada skala nano memainkan peranan penting, teknologi nano meliputi pencitraan, pemodelan, pengukuran, fabrikasi dan manipulasi sesuatu pada skala nano.
Setelah adanya penemuan fullerene ini kemudian memicu ditemukannya material baru bernama carbon nanotube. Struktur CNT mirip dengan fullerene. Bedanya, atom-atom karbon pada fullerene membentuk struktur seperti bola, sedangkan CNT berbentuk silinder yang tiap ujungnya ditutup oleh atom-atom karbon yang berbentuk setengah struktur fullerene. Struktur CNT pertama kali ditemukan oleh Sumio Iijima dari NEC Laboratories di Jepang.1
Berdasarkan jumlah dindingnya, CNT secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu CNT berdinding tunggal dan CNT berdinding banyak. Sifat-sifat CNT yang luar biasa itu kemudian dapat diturunkan secara spesifik dengan menganalisis lembaran penyusun dinding tersebut, yaitu graphene (grafit berbentuk lembaran) yang digulung menjadi silinder.
Salah satu bentuk dari carbon nanotube diperlihatkan pada Gambar 1.5 Gambar 1 menunjukkan cara untuk menggulung lembaran graphene menjadi sebuah CNT, sama seperti ketika kita ingin menggulung selembar kertas.
4
Sifat Listrik dan Konduktivitas Elektrik CNT
Karbon nanotube dengan diameter yang lebih kecil dapat menjadi semikonduktor atau menjadi metalik tergantung pada vector khiral. Berdasarkan teori zat padat, CNT memiliki kelakuan listrik yang ganda, yaitu sebagai logam atau semikonduktor. Jika (n-m)/3 merupakan bilangan bulat maka CNT bersifat logam, sedangkan jika (n-(n-m)/3 bukan bilangan bulat maka CNT bersifat semikonduktor.
Keunikan sifat listrik CNT pada dasarnya merupakan ‘turunan’ sifat dari struktur elektronik yang tidak biasa dari graphene dengan ikatan karbon sp2. Graphene memiliki keadaan yang mampu menghantarkan listrik dengan tingkat energi yang ada di perbatasan struktur elektronik. Keadaan ini biasa disebut zero bandgap semiconductor atau semimetal karena bersifat logam (konduktor) pada arah tertentu dan semikonduktor pada arah lainnya.2,3
Sifat elektrik dari nanomaterial dapat mempunyai energi lebih besar dari pada material ukuran biasa karena memiliki surface area yang besar. Hal ini berkaitan dengan resistivitas listrik yang mengalami kenaikan dengan berkurangnya ukuran partikel.
Sifat Magnetik
Sifat kemagnetan dari MWNT akan menjadi lebih tinggi dilihat dari penurunan ukuran butiran partikel dan kenaikan spesifik surface area persatuan volume partikel. Sehingga nanomaterial akan memiliki sifat yang bagus dalam peningkatan sifat magnet (ketika ukuran butir bahan magnetik diperkecil hingga skala nano, bahan feromagnetik berubah menjadi bahan superparamagnetik).12
Polivinil Alkohol
Polyvinil alchohol adalah air larut polimer sintetik. Polyvinil alchohol telah membentuk film yang sangat baik, pengemulsi dan perekat properti. PVA juga tahan terhadap minyak, lemak dan pelarut. PVA tidak berbau dan tidak beracun, dan mempunyai kekuatan tarik tinggi dan fleksibilitas serta oksigen yang tinggi dan sifat aroma penghalang. Namun sifatnya tergantung pada kelembaban, jika kelembaban yang tinggi maka akan lebih banyak air yang diserap. Air yang bertindak sebagai peliat akan mengurangi kekuatan tarik tetapi meningkatkan perpanjangan dan kekuatan sobek. PVA sepenuhnya terdegradable dan larut dengan cepat. PVA mempunyai titik leleh sebesar 230°C dan 180-190°C (356-374° Fahrenheit). PVA merupakan materi ataktik tetapi menunjukkan kristalinitas sebagai hidroksil kelompok kecil yang masuk ke dalam kisi.8
.
Gambar 2 Struktur gugus fungsi Polyvinil Alchohol
Simple Mixing
Pembuatan material nanokomposit dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan-pendekatan yang mudah dan kompleks. Salah satunya adalah menggunakan pendekatan simple mixing. Permukaan nanopartikel yang sangat luas berinteraksi dengan rantai polimer, sehingga mereduksi mobilitas rantai polimer.
Nanokomposit disintesis dengan cara melarutkan PVA dengan aquades yang diaduk dengan menggunakan magnetik stirrer dengan suhu pemanasan 80°C sampai aquades menguap. Carbon nanotube MWNT dan SDS juga dilarutkan dengan aquades dicampurkan dengan ultrasonikasi milling atau sonikasi. Kemudian kedua larutan tersebut dicampurkan dengan variasi konsentrasi yang berbeda hingga campuran menjadi homogen.13
Ultrasonik Milling atau Sonikasi
6
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari 2013 sampai bulan April 2013 bertempat di Laboratorium Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional (PTBIN BATAN) Serpong dan Lab Material Departemen Fisika IPB.
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah MWNT yang berupa black powder, Fe-MWNT yang berupa black powder, aquades, SDS dan Polivinil Alkohol.
Alat
Alat-alat yang digunakan adalah Gelas beaker, Spatula, Gelas Ukur, Stirer, Magnetik Stirer, Cawan Petri , Suntikan preparat dan Ultrasonikasi.
Prosedur Penelitian Persiapan
Tahap awal dari penelitian ini adalah dengan menimbang 1 g PVA yang dilarutkan ke dalam 100 ml aquades kemudian diaduk dengan menggunakan magnetik stirrer dengan kecepatan 300 rpm selama 15 menit.
Sedangkan larutan MWNT dan Fe-MWNT yang digunakan telah dibuat pada penelitian sebelumnya.
Sintesis PVA/MWNT
Gambar 3 Sintesis PVA/MWNT
Sintesis PVA/Fe-MWNT
Sintesis PVA/Fe-MWNT yang dilakukan sama seperti sintesis PVA/MWNT. Dibuat 4 macam sampel dengan masing-masing konsentrasi larutan yang berbeda namun masing-masing larutan sampel harus berjumlah 5 ml. Larutan pertama terdiri dari 5 ml PVA, larutan kedua terdiri dari 4,75 ml PVA dicampur dengan 0,25 ml Fe-MWNT, larutan ketiga terdiri dari 4,5 ml PVA dicampur dengan 0,5 ml Fe-Fe-MWNT, dan larutan keempat terdiri dari 4,00 ml PVA dicampur dengan 1,00 ml Fe-MWNT. Larutan tersebut dicampurkan di breaker glass setelah itu diaduk dengan menggunakan spatula. Kemudian masing-masing larutan dituangkan ke gelas preparat dan didiamkan di udara terbuka selama 2 hari pada temperatur ruangan. Setelah film kering barulah kemudian dilepaskan dari gelas preparat. Diagram alir untuk sintesis PVA/Fe-MWNT ditunjukkan oleh Gambar 4.
Sampel 1 terdiri dari 5 ml PVA
Sampel 2 terdiri dari 4,75 ml PVA + 0.25 ml
Digunakan MWNT yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya.
1 g PVA dilarutkan dalam 100 ml aquades, diaduk dengan magnetik stirer 300rpm selama 15 menit.
Pembuatan 4 macam sampel dengan konsentrasi larutan yang berbeda.
Pencampuran di breaker glass
dan diaduk dengan menggunakan spatula.
8
Gambar 4 Sintesis PVA/Fe-MWNT
Karakterisasi Komposit Film Analisis X-Ray Diffraction
Komposit film yang telah dihasilkan dari sintesis PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT dikarakterisasi dengan menggunakan XRD. Analisis XRD digunakan untuk mengetahui derajat kristalinitas dari campuran PVA/MWNT dan campuran PVA/Fe-MWNT. Analisis ini menggunakan sinar X, yang digunakan untuk menghasilkan pola difraksi yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif material. XRD merupakan salah satu alat yang memanfaatkan prinsip dari Hukum Bragg dengan menggunakan metoda karakterisasi material. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menetukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Sinar-X di jatuhkan pada sampel maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai puncak difraksi.
Analisis Scanning Electron Microscopy
Komposit film hasil sintesis PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT dianalisis struktur morfologinya dengan menggunakan SEM. Sampel diletakkan pada plat aluminium kemudian dilapisi emas pelapis emas setebal 48 nm. Kemudian sampel yang telah dilapisi emas diamati menggunakan SEM pada tegangan 22 kV dan perbesaran 9500x dan 3000x. Prinsip kerja SEM adalah dengan memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda, dimana lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai, kemudian elektron mengenai sampel maka sampel akan
Sampel 1 terdiri dari 5 ml PVA
Sampel 2 terdiri dari 4,75 ml PVA + 0.25 ml
Digunakan Fe-MWNT yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya. 1 g PVA dilarutkan dalam 100 ml
aquades, diaduk dengan magnetik stirer 300rpm selama 15 menit.
Pembuatan 4 macam sampel dengan konsentrasi larutan yang berbeda.
Pencampuran di breaker glass dan
diaduk dengan menggunakan spatula.
mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT).
Analisis LCR
Komposit film hasil sintesis Pva/MWNT dan PVA/Fe-MWNT diuji sifat listrik dengan menggunakan LCR. Sifat listrik dari film ini diamati dengan melihat analisis LCR, sehingga bisa diketahui nilai konduktivitas dari bahan komposit PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT. Karakterisasi LCR untuk sampel menggunakan interval frekuensi dari 0.1 Hz sampai 100000 Hz. Analisis ini dilakukan untuk melihat perbandingan antara nilai konduktansi dengan frekuensi.
Analisis Vibrating Sampel Magnetometer
Komposit film hasil sintesis Pva/MWNT dan PVA/Fe-MWNT diuji sifat listriknya dengan menggunakan VSM. Sifat magnetik diamati dengan analisis VSM, dimana terjadi perubahan sifat bahan PVA dengan bahan PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan kurva magnetisasi suatu bahan sebagai fungsi suhu maupun sebagai fungsi medan luar sehingga dapat ditentukan fasa magnetik bahan, suhu transisi magnetik dan konstanta anisotropik bahan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Pola Difraksi Sinar X
Hasil analisis yang telah dilakukan didapatkan pola XRD dari komposit PVA dan PVA/MWNT yang menunjukkan kuat puncak dari masing-masing komposit film. Gambar 5 dan Gambar 6 menunjukkan masing-masing kuat puncak dari PVA, PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT yang telah dikarakterisasi dengan menggunakan XRD. Hasil analisis yang telah dilakukan didapatkan pola XRD dari komposit PVA dan PVA/MWNT ditunjukkan pada Gambar 5.
10
Pola difraksi PVA menghasilkan kuat puncak yang berada pada 2θ = 20 dengan puncak fasa PVA C(002) dan puncak fasa karbon C(004). Hal ini sama seperti penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yang menunjukkan bahwa puncak fasa PVA sebesar C(002) dan puncak fasa karbon sebesar C(004).15 Gambar 6 menunjukkan hasil literatur pola XRD dari komposit PVA dan MWNT.
Gambar 6 Hasil Literatur Pengujian XRD PVA dan MWNT
Ketika adanya penambahan MWNT kedalam larutan PVA kuat puncaknya semakin menurun dengan semakin besarnya konsentrasi MWNT yang ditambahkan. Bisa dilihat dari variasi konsentrasi yang pertama PVA/MWNT 2 dengan perbandingan 4,75 ml PVA dan 0,25 ml MWNT, kuat puncaknya menurun berada pada 2θ = 19,7. Untuk variasi konsentrasi kedua PVA/MWNT 3, dengan perbandingan 4,50 ml PVA dan 0,50 MWNT kuat puncaknya menurun berada pada 2θ = 19,65. Begitu juga dengan
variasi konsentrasi keempat PVA/MWNT 4 dengan perbandingan 4,00 ml PVA dan 1,00 ml MWNT kuat puncaknya berada pada 2θ = 19,65. Namun sama seperti penelitian yang telah dilakukan sebelumnya15 dengan adanya penambahan MWNT tidak mengubah fasa yang ada, dimana fasa PVA berada pada C(002) dan fasa karbon berada pada C(004).
Tabel 1 Hasil Perhitungan FWHM PVA dan PVA/MWNT dengan menggunakan software ORIGIN
Sampel Area Center cos teta phi/180 Width (phi/180)*width
PVA 328,34 19,784 0,98513 0,017444 2,071 0,036
PVA/MWNT 2 457,6 19,725 0,98522 0,017444 1,3218 0,023
PVA/MWNT 3 565,59 20,083 0,98468 0,017444 2,5431 0,044
PVA/MWNT 4 544,86 19,717 0,98523 0,017444 1,2451 0,022
Setelah didapatkan hasil perhitungan FWHM dengan software ORIGIN dilakukan perhitungan ukuran butiran dengan persamaan seperti yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya15 :
D = 0,94λ / βcos θ (1)
dimana : β = Lebar puncak difraksi pada FWHM(radian) θ= Sudut Bragg (derajat)
λ = Panjang gelombang sinar-X = 1,5406 Å D = Ukuran butir (Å= 0,1 nm)
Didapatkan nilai ukuran butir yang memperlihatkan dimana dengan adanya penambahan MWNT akan meningkatkan ukuran butirnya. Tabel 2 menunjukkan hasil perhitungan ukuran butir untuk PVA dan PVA/MWNT. Dapat dilihat nilai ukuran butir untuk PVA sebesar 19.6474803 nm, PVA/MWNT 2 sebesar 48.2276266 nm, PVA/MWNT 3 sebesar 13.0358277 nm dan PVA/MWNT 4 sebesar 54.3518725 nm. Berdasarkan sifat dari nanokomposit itu sendiri bahwa jika semakin tinggi nilai ukuran butirnya maka sifat konduktivitasnya akan semakin tinggi. Namun pada variasi PVA/MWNT 3 menunjukan nilai yang unik, hal ini dimungkinkan karena variasi PVA/MWNT 3 ini tidak terdispersi dengan baik pada saat pencampuran. Gambar 7 menunjukkan pola grafik ukuran butir dari PVA dan PVA/MWNT.
Tabel 2 Hasil Perhitungan Ukuran Butir untuk PVA dan PVA/MWNT
12
Gambar 7 Grafik ukuran butir
Pola XRD yang didapatkan dari komposit PVA dan PVA/Fe-MWNT menunjukkan kuat puncak dari masing-masing sampel. Gambar 8 menunjukkan hasil pengujian XRD untuk keempat macam variasi sampel. Pola difraksi PVA menghasilkan kuat puncak yang berada sekitar 2θ = 20. Ketika adanya penambahan Fe-MWNT kedalam larutan PVA kuat puncaknya semakin menurun, namun penambahan konsentrasi Fe-MWNT yang banyak menghasilkan kuat puncak yang lebih tinggi dibandingkan dengan penambahan konsentrasi Fe-MWNT yang sedikit. Bisa dibandingkan nilai kuat puncak PVA/Fe-MWNT 4 dengan perbandingan konsentrasi
(4,00 ml : 1,00 ml) berada sekitar 2θ = 19,35, sedangkan untuk PVA/Fe-MWNT 3
dengan perbandingan konsentrasi (4,50 ml : 0,50 ml) berada sekitar 2θ = 19,3 dan
PVA/Fe-MWNT 2 dengan perbandingan konsentrasi (4,75 ml : 0,25 ml) berada sekitar
Gambar 8 Hasil Pengujian XRD untuk PVA/Fe-MWNT
Tabel 3 menunjukkan hasil perhitungan FWHM untuk PVA dan PVA/Fe-MWNT menggunakan Gaussian Fitting Analysis dengan software ORIGIN, didapatkan nilai FWHM yang meningkat dari penambahan konsentrasi pada komposit PVA/Fe-MWNT. Untuk komposit MWNT 2 didapatkan nilai FWHM sebesar 1.3935, PVA/Fe-MWNT 3 sebesar 1.5552, dan PVA/Fe-PVA/Fe-MWNT 4 sebesar 1.8947.
Tabel 3 Hasil Perhitungan FWHM PVA dan PVA/Fe-MWNT dengan menggunakan software ORIGIN
Nama Sampel
Area Center cos teta phi/180 Width (phi/180)*width
PVA 328,34 19,784 0,98513 0,017444 2,071 0,036
14
Tabel 4 Hasil Perhitungan Ukuran Butir untuk PVA dan PVA/Fe-MWNT
sampel 2 (θ) sin (θ) cos (θ) FWHM (β) β (rad) Center (phi*180)/ β D (nm)
PVA 20 0,171 0,98513 2,071 0,074 19,784 0,036 19,647
PVA/Fe-MWNT 2 19 0,167 0,98593 1,392 0,033 19,243 0,024 43,423
PVA/Fe-MWNT 3 19,3 0,168 0,98562 1,555 0,042 19,459 0,027 34,823
PVA/Fe-MWNT 4 19,35 0,172 0,98504 1,894 0,062 19,847 0,033 23,476
Gambar 9 Grafik ukuran butir
Analisis Sifat Morfologi
(a)
(b)
(c)
16
Tabel 5 (a) menunjukkan nilai EDS dari komposit film yang hanya mengandung PVA.
(a)
Tabel 5 (b) menunjukkan nilai EDS dari komposit film yang hanya mengandung 4.75 ml PVA dan 0.25 ml MWNT.
Tabel 5 (c) menunjukkan nilai EDS dari komposit film yang hanya mengandung 4.0 ml PVA dan 1 ml MWNT.
Analisis SEM dilakukan untuk mengetahui sifat morfologi dari komposit film, seperti penelitian yang telah dilakukan sebelumnya menggunakan SEM8 Gambar 10 memperlihatkan hasil pengujian SEM untuk tiap konsentrasi yang berbeda. Gambar 10 (a) menunjukkan permukaan film yang hanya mengandung PVA saja, dari gambar ini terlihat bahwa titik-titik terang tersebar dengan baik. Titik-titik terang ini menunjukkan terdapat PVA di dalam larutan tersebut. Dapat dilihat dari gambar tersebut bahwa PVA mengandung karbon dan oksigen. Terdapat karbon pada kulit Kα dengan intensitas sebesar 1500 dengan %massa sebesar 59,31 dan %atom sebesar 73,95, begitu juga
dengan oksigen terdapat pada kulit Kα dengan intensitas sebesar 300 didapatkan nilai %massa sebesar 26.23 dan %atom sebesar 24.55. Terdapat juga unsur lain yaitu unsur Na dan Cu.
Gambar 10 (b) menunjukkan permukaan film yang hanya mengandung PVA 4.75 ml dan MWNT 0.25 ml, terlihat bahwa hanya sedikit untaian MWNT yang terlihat. Hal ini dimungkinkan karena konsentrasi PVA yang lebih banyak dibandingkan dengan konsentrasi MWNT sehingga hanya sedikit MWNT yang terlihat. Terdapat karbon pada
kulit Kα dengan intensitas sebesar 280 dengan %massa sebesar 51.23 dan %atom sebesar 63.70, begitu juga dengan oksigen yang terdapat pada kulit Kα dengan intensitas sebesar 120 dengan %massa sebesar 38.02 dan %atom sebesar 35.49. Pada
Element (keV) Mass % Error % Atom %
C K 0.277 59.31 0.10 73.95
O K 0.525 26.23 0.74 24.55
Na K 1.041 0.70 0.27 0.46
variasi ini hanya ada tambahan unsur Au saja, yang muncul akibat proses couting yang dilakukan sebelum analisis dengan SEM.
Gambar 10 (c) dengan konsentrasi PVA 4 ml dan MWNT 1 ml, menunjukkan MWNT yang terlihat hanya sedikit tapi pendek. PVA/MWNT ini juga mengandung karbon dan oksigen namun semakin menurun, terdapat juga unsur lain yang muncul di
kulit Kα ini berupa Au. Karbon terdapat pada kulit Kα dengan intensitas sebesar 120
-150, sedangkan oksigen terdapat pada kulit Kα dengan intensitas sebesar 30-60,
sedangkan unsur Au yang muncul pada kulit Kα berada pada intensitas 30. Munculnya
unsur Au dimungkinkan berasal dari hasil couting sebelum dilakukan karakterisasi SEM. Hal ini dapat menjelaskan bahwa terdapat interaksi antara MWNT dengan matriks PVA, selain itu dengan konsentrasi MWNT yang cukup banyak akan semakin menunjukkan adanya MWNT walaupun MWNT yang terlihat pendek dan sedikit.
Struktur morfologi dari komposit film PVA/Fe-MWNT diperlihatkan pada Gambar 11. Gambar 11 (a) memperlihatkan citra permukaan film dengan variasi 4.75 ml PVA dan 0.25 ml Fe-MWNT dan Gambar 11 (b) memperlihatkan citra permukaan film dengan variasi 4 ml PVA dan 1 ml Fe-MWNT.
18
Tabel 6 (a) menunjukkan nilai EDS dari komposit film yang hanya mengandung 4.75 ml PVA dan 0.25 ml MWNT.
Tabel 5 (b) menunjukkan nilai EDS dari komposit film yang hanya mengandung 4.00 ml PVA dan 1 ml MWNT.
Sedangkan struktur morfologi dari komposit film PVA/Fe-MWNT dapat dilihat dari Gambar 8. Gambar 11 (a) PVA/Fe-MWNT 2 menunjukkan permukaan film yang mengandung 4,75 ml PVA dan 0,25 ml Fe-MWNT, dari gambar ini terlihat bahwa titik-titik terang tersebar dengan baik. Titik-titik-titik terang ini menunjukkan terdapat PVA di dalam larutan tersebut. Selain itu terdapat untaian karbon panjang juga yang menunjukkan Fe-MWNT. Terdapat Fe pada kulit Kα dengan %massa sebesar 18,56 dan %atom sebesar 6,82. Selain itu terdapat juga unsur-unsur lain seperti Al, Si, Cr, Mn dan Au namun tidak melebihi unsur Fe yang terdapat didalamnya.
Gambar 11 (b) PVA/MWNT 4 dengan konsentrasi PVA 4,00 ml dan Fe-MWNT 1,00 ml, menunjukkan Fe-MWNT yang terlihat hanya sedikit. Terdapat Fe pada
kulit Kα dengan %massa sebesar 5,32 dan %atom sebesar 1,45. Terdapat unsur Na dan Au juga di kulit Kα, namun masih lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi Fe
yang ada. Konsentrasi Fe pada variasi keempat ini lebih menurun dibandingkan dengan konsentrasi Fe untuk variasi yang kedua. Hal ini menunjukkan bahwa dengan adanya sedikit penambahan MWNT saja kedalam PVA sudah bisa melihat struktur Fe-MWNT dengan jelas dibandingkan dengan penambahan Fe-Fe-MWNT yang banyak.
Analisis Sifat Listrik
yaitu dari 0.1 kHz – 100000 kHz. Gambar 12 menunjukkan nilai konduktansi PVA, dan PVA/MWNT.
Gambar 12 Hasil Pengujian Konduktivitas listrik LCR untuk PVA dan PVA/MWNT
Hasil pengukuran sifat listrik terhadap komposit film PVA dan PVA/MWNT memakai alat ukut LCR meter yang menghasilkan nilai konduktansi dan resistansi listrik. Pengukuran sifat listrik ini dilakukan terhadap perubahan parameter frekuensi yaitu dari 0.1 kHz – 100000 kHz. Dengan menggunakan formula model W. K. Lee dkk14 maka nilai konduktivitas PVA dan PVA/MWNT dapat dihitung, yaitu dengan rumus sebagai berikut :
σ = G.(L/A) (2)
dimana σ, G, L dan A masing-masing adalah konduktivitas (Siemens/cm),
konduktivitas (Siemens), tebal (cm) dan luas permukaan bahan (cm2). Dari hasil perhitungan nilai konduktivitas ini, maka diperoleh nilai konduktivitas PVA yang lebih besar dibandingkan nilai konduktivitas campuran PVA/MWNT seiring dengan naiknya frekuensi, seperti ditunjukkan pada gambar 12. Hal ini bersesuaian dengan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya [19] bahwa nilai konduktivitas tersebut merupakan fungsi dari frekuensi.
20
mengalami keunikan karena nilai konduktansi listriknya lebih besar dari nilai PVA yakni sebesar 1,54E-06 Siemens.
Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan 2 didapatkan nilai konduktivitas listrik tertinggi adalah PVA/MWNT 3 sebesar 1,15E-08 Siemens/cm. Sedangkan nilai konduktivitas listrik PVA, PVA/MWNT 2 dan PVA/MWNT 4 berada dibawah PVA/MWNT 3. Namun nilai konduktivitas listrik PVA masih lebih tinggi dibandingkan dengan nilai konduktivitas listrik PVA/MWNT 2 dan PVA/MWNT 4, sehingga PVA lebih bersifat konduktor. Sama seperti yang pernah dilakukan pada penelitian Henny Ompusungu.13
Keunikan PVA/MWNT 3 dimungkinkan karena pada saat proses sintesis PVA/MWNT 3 tidak terdispersi dengan baik, sehingga memungkinkan PVA yang lebih dominan. Oleh karena itu PVA/MWNT 3 lebih konduktor.
Nilai konduktansi listrik PVA lebih tinggi dibandingkan dengan PVA/MWNT 2, PVA/MWNT 3 dan PVA/MWNT 4, hal ini dikarenakan PVA merupakan polimer cair yang bersifat melekat sehingga konduktivitas listriknya tinggi. Sedangkan MWNT bersifat keramik sehingga lebih isolator dibandingkan dengan PVA. Dengan hal ini menunjukkan bahwa PVA mempunyai sifat konduktor (penghantar) yang baik dibandingkan dengan campuran PVA/MWNT. Hasil perhitungan konduktivitas listrik PVA dan PVA/MWNT ditunjukkan pada Tabel 7. Sedangkan Gambar 13 menunjukkan grafik pengaruh konsentrasi MWNT terhadap nilai konduktivitas listrik.
Tabel 7 Hasil Perhitungan konduktivitas listrik PVA dan PVA/MWNT dengan menggunakan persamaan 2 :
sampel G (S) L (cm) A (cm2) σ (S/cm)
PVA 6,72E-07 0,0005 0,0789 4,26E-09
PVA/MWNT 2 5,30E-07 0,0001 0,0559 9,48E-10
PVA/MWNT 3 1,54E-06 0,0005 0,0669 1,15E-08
PVA/MWNT 4 5,59E-07 0,0001 0,0507 1,10E-09
Gambar 14 menunjukkan nilai konduktansi PVA, dan PVA/Fe-MWNT memakai alat ukut LCR meter.
Gambar 14 Hasil Pengujian Konduktivitas listrik LCR untuk PVA dan PVA/MWNT.
Dari hasil pengukuran sifat listrik terhadap komposit film PVA dan PVA/Fe-MWNT memakai alat ukur LCR meter menghasilkan nilai konduktansi listrik. Gambar 14 menunjukkan bahwa nilai konduktansi listrik PVA lebih rendah dibandingkan nilai konduktansi listrik PVA/Fe-MWNT 2, PVA/Fe-MWNT 3 dan PVA/Fe-MWNT 4. Dengan adanya penambahan Fe-MWNT maka akan semakin meningkatkan sifat konduktivitas listriknya. Nilai konduktansi listrik PVA yang didapatkan sebesar 6,72E-07 Siemens, sedangkan nilai konduktivitas listriknya semakin meningkat ketika PVA dicampurkan dengan Fe-MWNT. Untuk nilai konduktivitas listrik campuran PVA/Fe-MWNT tertinggi didapat dari perbandingan konsentrasi Fe-PVA/Fe-MWNT terbanyak yakni PVA/Fe-MWNT 4 dengan perbandingan (4 ml : 1 ml) sebesar 2,23E-06 Siemens. Namun untuk sampel PVA/Fe-MWNT 3 dengan perbandingan konsentrasi (4,50 ml : 0,50 ml) mengalami keanehan karena nilai konduktansi listriknya hampir sama dengan nilai PVA yakni sebesar 6,72E-07 Siemens. Hal ini dimungkinkan karena pada saat proses sintesis polimer PVA/MWNT tidak terdispersi dengan baik, sehingga memungkinkan PVA yang lebih dominan.
22
baik. Gambar 15 menunjukkan grafik pengaruh konsentrasi MWNT terhadap nilai konduktivitas listrik.
Tabel 8 Hasil Perhitungan konduktivitas listrik PVA dan PVA/Fe-MWNT dengan menggunakan persamaan 2 :
Gambar 15 Pengaruh variasi konsentrasi Fe-MWNT terhadap nilai konduktivitas listrik
Analisis Sifat Magnet
Dari hasil karakterisasi dengan menggunakan VSM dapat melihat sifat kemagnetan dari PVA, PVA/MWNT dan PVA/Fe-MWNT. Gambar 11 dan Gambar 12 menunjukkan kurva magnetisasi M-H antara momen magnet dengan medan magnet luar H yang dikenakan secara tegak lurus terhadap luas permukaannya untuk PVA, variasi PVA/MWNT dan variasi PVA/Fe-MWNT.
sampel G (S) L (cm) A (cm2) σ (S/cm)
PVA 6,72E-07 0,0005 0,0789 4,26E-09
PVA/Fe-MWNT 2 1,64E-06 0,0005 0,0672 1,22E-08
PVA/Fe-MWNT 3 6,72E-07 0,0005 0,0672 5,00E-09
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 16 Hasil pengujian VSM PVA (a), PVA (4.75 ml) dan MWNT (0.25 ml) (b), PVA (4.50 ml) dan MWNT (0.50 ml) (c), dan PVA (4.00 ml) dan MWNT (1.00 ml) (d)
Vibrating Sampel Magnetometer merupakan perangkat yang bekerja untuk menganalisis sifat kemagnetan suatu bahan. VSM bisa digunakan untuk menentukan sifat magnetik dari berbagai macam material yang berukuran nano. Diantara sifat kemagnetan tersebut bisa digolongkan sebagai diamagnetik, paramagnetik, ferromagnetik dan antiferromagnetik. Bahan dengan sifat diamagnetik mempunyai kerentanan magnetik (k) negatif dan sangat kecil, bahan dengan sifat paramagnetik mempunyai nilai kerentanan magnetik (k) positif dan lebih besar dari 1 dimana nilai k juga bergantung pada temperatur, sedangkan bahan bersifat ferromagnetik dan antiferomagnetik mempunyai nilai k yang positif dan lebih besar dari paramagnetik.
24
berbeda. Gambar 16 menunjukkan kurva magnetisasi M-H antara momen magnet dengan medan magnet luar H yang dikenakan secara tegak lurus terhadap luas permukaannya. Kurva magnetisasi dari PVA menunjukkan sifat paramagnetik dengan momen magnet sebesar 0.17 emu/gr, sedangkan ketika adanya penambahan MWNT sifatnya beriubah menjadi diamagnetik. Hal ini mengacu dari penelitian sebelumnya yang juga menunjukkan hal yang sama.12 Semakin banyak konsentrasi MWNT yang ditambahkan maka sifat diamagnetiknya semakin tinggi, PVA/MWNT 2 bersifat diamagnetik dengan momen magnet sebesar 0.05 emu/gr, PVA/MWNT 3 bersifat diamagnetik dengan momen magnet sebesar 0.032 emu/gr dan PVA/MWNT 4 bersifat diamagnetik dengan momen magnet sebesar 0.11 emu/gr. Namun pada sampel PVA/MWNT 3 mengalami keunikan karena nilai momen magnetnya menurun, hal ini dikarenakan campuran PVA dengan MWNT tidak terdispersi dengan baik.
Hasil karakterisasi VSM untuk PVA dan PVA/Fe-MWNT hampir sama. PVA dan PVA/Fe-MWNT sama-sama mempunyai sifat magnet paramagnetik. Namun sifat paramagnetik PVA/Fe-MWNT lebih tinggi dibandingkan dengan PVA, dapat dilihat dari kurva magnetisasi M-H antara momen magnet dengan medan magnet luar H yang dikenakan secara tegak lurus terhadap luas permukaannya.
Gambar 17 menunjukkan kurva magnetisasi dari PVA yang bersifat paramagnetik dengan momen magnet sebesar 0.17 emu/gr, sedangkan ketika adanya penambahan Fe-MWNT sifatnya paramagnetiknya meningkat. Semakin banyak konsentrasi Fe-Fe-MWNT yang ditambahkan maka sifat paramagnetiknya semakin tinggi, PVA/Fe-MWNT 2 bersifat paramagnetik dengan momen magnet sebesar 0.20 emu/gr, PVA/Fe-MWNT 3 bersifat paramagnetik dengan momen magnet sebesar 0.30 emu/gr dan PVA/Fe-MWNT 4 bersifat paramagnetik dengan momen magnet sebesar 0.45 emu/gr. Hal ini menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan Fe-MWNT sifat paramagnetiknya dari komposit film ini akan semakin tinggi.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil analisis XRD untuk PVA/MWNT menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan MWNT akan meningkatkan ukuran butirnya. Semakin banyak konsentrasi dari MWNT maka nilai ukuran butirnya semakin besar. Namun untuk PVA/MWNT 3 dengan variasi konsentrasi 4.50 ml PVA dan 0.50 ml MWNT menunjukkan nilai yang unik, hal ini dimungkinkan PVA/MWNT 3 tidak terdispersi dengan baik pada saat pencampuran. Hasil analisis XRD untuk PVA/Fe-MWNT menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan Fe-MWNT akan meningkatkan ukuran butirnya. Namun ketika konsentrasi Fe-MWNT yang ditambahkan banyak nilai ukuran butirnya menurun. Hal ini menunjukkan dengan sedikit saja penambahan Fe-MWNT sudah menunjukkan peningkatan yang tinggi.
Hasil morfologi dengan SEM menunjukkan dengan konsentrasi MWNT yang cukup banyak akan semakin menunjukkan adanya MWNT walaupun MWNT yang terlihat pendek dan sedikit. Citra SEM yang baik terlihat jelas pada PVA/MWNT 4 dengan variasi konsentrasi 4 ml PVA dan 1 ml MWNT. Namun hal ini bisa menunjukkan bahwa terdapat interaksi antara MWNT dengan matriks PVA. Namun berbeda dengan PVA/Fe-MWNT dimana hasil morfologi dengan SEM menunjukkan penambahan konsentrasi Fe-MWNT yang sedikit saja sudah bisa menunjukkan adanya Fe-MWNT walaupun yang terlihat pendek.
26
merupakan unsur karbon yang mempunyai sifat listrik yang baik sehingga mempunyai konduktivitas yang baik. Oleh karena itu dengan adanya penambahan Fe-MWNT yang banyak akan semakin meningkatkan nilai konduktivitas listriknya.
Hasil analisis dengan VSM menunjukkan bahwa PVA bersifat paramagnetik dibandingkan dengan PVA/MWNT yang bersifat diamagnetik. Namun pada variasi PVA/MWNT 3 menunjukkan keunikan dimana nilai momen magnetnya menurun, hal ini dimungkinkan karena pada saat sintesis tidak terdispersi dengan baik. Begitu juga dengan sifat magnetik untuk PVA/Fe-MWNT. Penambahan Fe-MWNT akan meningkatkan sifat paramagnetik. PVA/Fe-MWNT 4 mempunyai sifat peramagnetik yang lebih tinggi dibandingkan dengan PVA, PVA/Fe-MWNT 2 dan PVA/Fe-MWNT 3. Namun pada variasi PVA/Fe-MWNT 3 menunjukkan keunikan, hal ini dimungkinkan karena pada saat sintesis tidak terdispersi dengan baik.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mengetahui keunikan dari PVA/MWNT 3 dan PVA/Fe-MWNT 3, sehingga bisa diketahui sifat listrik dan sifat magnet yang terbaik dari variasi konsentrasi yang diberikan. Selain itu dibutuhkan ketelitian dalam proses sintesis sehingga ketika pencampuran antara PVA dengan MWNT ataupu PVA dengan Fe-MWNT bisa terdispersi dengan baik. Pada saat pelepasan dari gelas preparat harus dilakukan dengan hati-hati agar sampel tidak rusak dan sobek.
DAFTAR PUSTAKA
1. Adrian Nur, Erwan Y. Sintesis dan Purifikasi Carbon Nanotube. Journal of Materials Chemistry. 2009;29:34-36.
2. Nur Adrian, Paryanto, Jumari A, Dyartanti E R. Sintesis Karbon Nanotube dari Etanol Dengan Metode Chemical Vapor Deposition. Gema teknik-N0.2/tahun X Juli. 2007.
3. T.W.Odom, H.Jin-Lin, P.Kim, C.M.Lieber, Atomic Structure and Electronic Properties of Single-Walled Carbon Nanotubes, Nature, 2009;391: 62-64.
4. Aji, M.P.A. Yulianto, S.Bijaksana. Sintesis Nanopartikel Magnetik. Indonesian Journal of Materials Science. ISSN : 2007;1441-1098 : 106-108.
5. V. Shanov, Yeo-HeungYun, M.J. Schulz. Synthesis and Characterization of Carbon Nanotube Materials (Rexiew). Journal of The University of Chemical Technology and Metallurgy, 2006;41, 4, 2006, 377-390.
7. Ripandi, Ghanie. Polieliten. 29 Oct 2012. Web. 29 Oct 2012.<http://www.gitam.edu/ eresource/polimer/polietilen.htm>. 2009.
8. El-Kodsi, G & Schutz, J. [Kimia Karakteristik Polimer Tinggi. Polivinil Alkohol] [Chem, Abstr, 79, 54022h]. 1973;27:253-255.
9. Rosyidah, A. Metode Sol-Gel pada Carbon Nanotube. Institut Teknologi Bandung. 15;27-29:2008.
10. Bambang, P. Teknik Metoda Sol-Gel. LIPI. Bandung. 2007;14;14-29.
11. Flahaut, E, Preignet, A.Laurent, Ch, and Rousset. Synthesis of Single Walled Carbon Nanotube-Co-MgO Composite Powders and Extraction of the Nanotubes, Journal of Materials Chemistry, 2007;10;249-252.
12. Lia. Kurnia, Darminto, Malik.A. Sintesis Dan Karakterisasi Partikel Nano Fe3O4 Yang Berasal Dari Pasir Besi Dan Fe3 O4 Bahan Komersial (Aldrich). Surabaya : ITS. 2010;2;4-14.
13. Ompusunggu, Henny. Sintesis Dan Karakterisasi Sifat termal Nanokomposit PVA/ZnS Dengan Metode Simple Mixing. Medan : Universitas Negeri Medan. 2011;15;29-31.
14. W. K. LEE, J. F. LIU, and A.S. NOWICK, Phys. Rev. Lett. 1997;67. 12;1559-1561.
28
Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian PVA/MWNT
Menggunakan MWNT yang telah dibuat pada penelitian
sebelumnya
Sampel 1 terdiri dari 5 ml PVA
Sampel 2 terdiri dari 4,75 ml PVA + 0.25 ml
1 g PVA dilarutkan dalam 100 ml aquades, diaduk dengan magnetik stirer 300 rpm selama 15 menit.
Pembuatan 4 macam sampel dengan konsentrasi larutan yang berbeda.
Pencampuran di breaker glass
dan diaduk dengan menggunakan spatula.
Penuangan ke preparat dan didiamkan selama 2 hari pada temperatur ruangan, setelah kering film dilepaskan dari preparat.
Lampiran 2 Diagram Alir Penelitian PVA/Fe-MWNT
Sampel 1 terdiri dari 5 ml PVA
Sampel 2 terdiri dari 4,75 ml PVA + 0.25 ml Fe-MWNT
Sampel 3 terdiri dari 4.50 ml PVA + 0.50 ml Fe-MWNT
Sampel 4 terdiri dari 4.00 ml PVA + 1.00 ml Fe-MWNT
Menggunakan Fe-MWNT yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya 1 g PVA dilarutkan dalam 100 ml
aquades, diaduk dengan magnetik stirer 300rpm selama 15 menit.
Pembuatan 4 macam sampel dengan konsentrasi larutan yang berbeda.
Pencampuran di breaker glass dan
diaduk dengan menggunakan spatula.
Penuangan ke preparat dan didiamkan selama 2 hari pada temperatur ruangan, setelah kering film dilepaskan dari preparat.
30
Lampiran 3 Hasil Pengujian XRD 1. PVA
32
4. PVA/MWNT 4
34
Lampiran 4 Hasil Pengujian dengan SEM PVA
36
PVA/MWNT 2
PVA/MWNT 4
38
PVA/Fe-MWNT 2
PVA/Fe-MWNT 4
40
Lampiran 5. Hasil Pengujian LCR PVA
PVA/MWNT 2
PVA/MWNT 4
PVA/Fe-MWNT 2
42
Lampiran 6. Hasil Pengujian VSM PVA
44
PVA/MWNT 3
PVA/MWNT 4
PVA/Fe-MWNT 3
46
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Rangkasbitung pada tanggal 29 September 1992 dari pasangan Bapak Suwandi dan Ibu Anna Hasanah. Penulis merupakan puteri pertama dari tiga bersaudara. Pada tahun 2003, penulis menyelesaikan sekolah dasar di SDN Komplek Kejaksaan Rangkasbitung dan dilanjutnya pada tahun 2006 di SMP Negri 4 Rangkasbitung. Tahun 2009 menyelesaikan sekolah menengah atas di SMA Negri 1 Rangkasbitung dan pada tahun yang sama penulis lolos seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Fisika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
