1
THE INFLUENCE OF Ag IN THE FILM LATEX-EXTRACTED OF JATROPHA
OFMULTIFIDA L. TO THE CRISTALINITY AND CONDUCTIVITY
Rodatul Latifah, Markus Diantoro, Arif Hidayat
Jurusan FMIPA Universitas Negeri Malang
Email: [email protected]
ABSTRACT
In Indonesia, Jatropha mu ltifida L. is known as Yodiu m tree . All parts of this plant produce late x. People in Bengkulu, they use this tree as an ornament plant. So me other people also use this tree as a med icine for the new scar. In this research, the latex fro m this Yodiu m is a kind of poly mer which can be used as a raw materia l for producing thin film. This thin film has the conductivit y. The conductivity of this film can be controlled by adding doping. Besides, the doping can also control the d egree of crystallinity. The doping used is Ag which has the highest value of conductivity that is 6,8 x 107 milioh m.c m-1. Before using the Yodiu m late x, it is being ext racted fro m the flavonoid substance in its part by wet method using 80 % of methanol. Then, the flavonoid powder is being added by the Ag doping in the a mount of 0.1 M , 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M and a lso 0.5 M. Then there will be such liquid fro m this formula. The liquid is being overlaid in the nicke l substrate by using spin coating method for about 1 minute with 1500 rp m velocity. The calculat ion of thin film cristanility Yod iu m-Ag/Ni shows that the bigger amount doping is being added, the Ag cristanility is also increasing. The variety of doping addition 0.1 M , 0.2 M , 0.3 M , 0.4 M and also 0.5 M for the thin film c ristanility is 2.86%, 3.91%, 3.93% , 3.96% and also 4.36%. the calculat ion of film cristanility Ag/Ni is also increasing by the additional Ag ions. Thin film conductivity Yodiu m-Ag/Ni with the additional doping variety has some results. Those results are 2.71S/c m, 63,40S/c m, 77.14S/c m, 229.24 S/c m and also 745.25 S/c m. thoses results also show that the increasing additional Ag doping can also increase the conductivity.
Ke y wor d: Yod iu m, film, silver, crystallinity and conductivity.
PENDAHULUAN
Pengembangan polimer konduktif banyak dan terus dikembangkan sebagai upaya mere kayasa materia l yang digunakan untuk kepentingan manusia (Asrori, 2010). Polimer konduktif me rupakan polimer organik yang dapat menghantarkan listrik seperti logam atau oksida loga m. Untuk me modifikasi bahan dasar polime r konduktif, a kan digunakan polimer organik yang berasal dari ala m yaitu biopolimer.
Indonesia merupakan negara tropis yang berposisi geografis strategis, 1,3% luasnya berupa kepulauan yang terdiri 13 – 17 ribu pulau. Iklim tropis yang dimiliki negara ini me mbuatnya me miliki keanekaraga man ala m yang hebat (Soerawidja ja, 2013). Salah satu kekayaan ala m yang kita miliki adalah keanekaraga man hayati sebagai bioresource yang sangat bermanfaat untuk modal pe mbangunan berkelan jutan di Indonesia. Tahun 2010 – 2020 sebagai dekade keanekaraga man hayati, industri yang akan maju pesat adalah “ industri yang berbasis
bioresource”, yaitu farmasi, kesehatan, pangan,
pertanian, kosmet ika , dan bio materia l. Industri-industri tersebut mengandalkan keaneka raga man hayati sebagai bahan baku, dengan pengetahuan dan teknologi yang menyertainya (Ma ryanto, 2013).
Getah asli termasuk biopolimer yang dapat dihasilkan dari tu mbuhan bergetah (Karlina, 2009). Getah adalah segala sesuatu yang bersifat cair dan kental yang ke luar dari batang atau daun yang terluka. Sa lah satu contoh pohon yang menghasilkan getah adalah pohon Yodiu m. Pohon ini o leh masyarakat Bengku lu digunakan sebagai tana man hias, sebagian masyarakat ada yang menggunakannya sebagai obat luka baru (Sundaryono, 2011). Yodiu m zat akt if mengandung antara lain flavonoid, alk aloid,
tanin dan saponin (Syarfati, 2011).
Flavonoid merupakan golongan senyawa
fenolik dengan struktur kimia C6-C3-C6 (Hussian, 2009; Redha, 2010; Rohyami, 2010; Sundaryono, 2010). Flavo noid me mpunyai ikatan konjugasi, terdapat atom karbon yang berikatan tunggal (C-C) dan rangkap (C=C) secara berselang-seling (Fitrila wati, 2008).
Getah Yodiu m die kstraksi senyawa
flavonoidnya menggunakan metode basah untuk
ditambahkan doping dan dideposisikan pada film tipis. Pe larut metanol me mberikan hasil yang baik dibandingkan pelarut lainnya (Ridawati, 2010).
2 Metanol yang digunakan adalah metanol konsentrasi 80 % (Meena, 2008).
Doping yang diberikan dala m penelitian in i adalah AgNO3. Doping digunakan untuk mengontrol konduktivitas (Fitrila wati, d kk., 2008), dera jat kristalinitas dan kestabilan material (Husin, 2011). Ag digunakan sebagai doping karena me miliki konduktivitas paling tinggi, yaitu 6,8 x 107 milioh m. cm-1.
Substrat nikel digunakan karena me milki konduktivitas listrik dan termal yng tinggi. Pe milihan substrat yang konduktif merupakan ca ra untuk dapat dengan mudah mela kukan mod ifikasi penempe lan logam pada permukaan polimer (Ce mpe l, 2006)
Fabrikasi film menggunakan metode spin
coating yaitu, metode fabrikasi yang dapat
digunakan untuk menumbuhkan lapisan tip is dengan kualitas yang baik dan murah (Bila lodin, 2010). Sela in itu, metode in i me rupakan metode yang paling mudah dan cepat dalam penumbuhan lapisan tipis. Pada metode spin coting terdapat empat langkah proses, yaitu tahap deposisi, spin up, spin off dan evaporasi.
Kecepatan putar merupakan salah satu faktor terpenting dalam proses spin coating. Kecepatan putar pada substrat berpengaruh terhadap sudut gaya sentrifugal yang mengenai ca iran resin selain kecepatan dan turbullence udara diatasnya. Secara lebih spesifik t ingkat kecepatan putar yang tinggi menetukan ketebalan lapisan yang terbentuk (Rustami, 2008). Se lain itu, kecepatan putar sangat berpengaruh pada hasil deposisi lapisan tipis di atas substrat (Yofentina, 2009). Para meter penu mbuhan yang dioptima lkan me liputi kecepatan putar, kela rutan bahan, suhu dan la ma annealing agar diperoleh kristal film yang baik (Wiyanto, 2004).
Film tipis dapat diaplikasikan untuk OLED (Organic Light Emitting Diode). OLED dapat me mancarkan cahaya dengan menggunakan aliran listrik kedala m sistemnya. OLED dapat me mberikan dasar yang terang, penampilan yang tajam pada perangkat elekt ronik dan yang lebih menarik lagi yaitu menggunakan daya listrik yang rendah (Maryanto, 2013).
METODE EKSPERIMEN
Eksperimen d ilakukan dala m t iga tahap. Tahap pertama mengekstraksi senyawa flavonoid menggunakan metode basah dari getah Yodiu m yang telah dipanaskan sebanyak 5 gra m menggunakan pelarut metanol 80 % bervolu me 10 ml. Ho mogenisasi 30 men it menggunakan magnetic
stirer sambil dipanaskan ke mudian proses sonikasi
selama 60 men it menggunakan ultrasonic cleaner
bath lalu didia mkan sela ma 24 ja m. Menyaring
campuran dengan menggunakan kertas saring dan
mengeringkannya hingga semua pelarut hilang, sehingga didapatkan bubuk ekstrak flavonoid.
Tahap kedua adalah penambahan doping Ag. AgNO3 dilarutkan pada Aceton, ke mudian me masukkan doping pada campuran yang telah dibuat sebelumnya ke dala m ge las beker dan homogenisasi larutan. Larutan ini akan digunakan untuk pelapisan spin coating di atas substrat nikel (Ni).
Tahap terakhir adalah deposisi film t ipis menggunakan metode spin coating. Substrat yang digunakan adalah Nikel berukuran 1 x 1 c m2. Metode spin coating menggunakan mesin spin coater yang ditunjukkan pada Ga mba r 1.1.
Gambar 1. Mesin S pin Coater
Langkah-langkah deposisinya adalah sebagai berikut. 1. Memasangan substar Nike l (Ni) dengan ukuran 1 x 1 c m2 pada mesin Sp in Coater dengan menggunakan double tape dan me mastikan posisinya benar-benar di tengah-tengah pusat. 2. Melapiskan Yod iu m-Ag d itas substrat Nikel (Ni)
sebanyak 5 tetes.
3. Mendeposisikan Yod iu m-Ag di atas permu kaan substrat Ni., dengan kecepatan sekitar 1500 rp m selama 1 menit.
4. Mengulangi proses ini sebanyak 5 ka li. (Su lastri, 2010).
Film tip is yang terbentuk dika ji kristalinitas dan sifat ke listrikannya. Untuk mengetahui gugus fungsional menggunakan FTIR (Sulastri, 2010), kara ktersasi untuk mengetahui kristalinitasnya (Su mard i, 2006; Wahyuni, 2010) dan SEM digunakan untuk mengetahui morfologi dan mikrostruktur permu kaan sampel (Suparjo, 2004; Purnama , 2006; Sutanto, 2008). Sifat ke listrikan dari film d iketahui pengukuran konduktivitas dilaku kan dengan metode 4 titik probe (Fitrila wati, dkk., 2008).
3 Ske ma penelit ian adalah sebagai berikut
ik
Gambar 2. Skema kerja film ti pis Yodium-Ag/Ni
HAS IL DAN PEMBAHASAN Hasil FTIR Ekstrak Flavonoi d
Hasil uji FTIR Ekstrak flavonoid
ditunjukkan pada Ga mba r 3.
Gambar 3. Hasil FTIR ekstrak flavonoi d
Berdasarkan hasil spektrum infra me rah dapat diketahui ekstraksi flavonoid me mpunyai gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3091.89 c m-1, CH2-CH3 a lifatik pada bilangan gelo mbang 2900.94
cm-1, C=O pada bilangan gelo mbang 1689,64 c m-1, cincin aro mat ik C=C pada bilangan gelombang 1600,92 c m-1, CH2,CH3 pada bilangan gelombang 2900,94 c m-1 , C-O pada bilangan gelo mbang 1103, 28 c m-1 dan 1062, 78 c m-1 serta C-H dari aro matik pada bilangan gelo mbang 860.25 c m-1. Ekstraksi flavonoid tersebut merupaka senyawa golongan Rutin (Hussian, 2009).
Hasil Uji XRD Fil m Tpis Yodi um-Ag/Ni
Hasil uji XRD diana lisis menggunakan FullProf. Pola XRD model dan sampe l d itunjukkan pada Ga mbar 4.
Gambar 4.Pol a XRD model dan sampel
Model yang diperoleh dari AMCSD untuk Ag akan terdapat puncak pada 2 = 37.93° dan 2 = 44.08°. Akan tetapi pada doping 0.1 M tidak terdapat puncak pada nilai tersebut. Hal ini dapat terjadi karena pena mbahan doping Ag sedikit sehingga tidak terdapat puncak Ag pada 2 = 37.93° dan 44.08°. Pada penambahan doping 0.2 M muncul puncak 2 = 38.07° dan 44.30°, sehingga terjadi pergeseran puncak dari model Ag dengan selisih 0.14° dan 0.22°.
Pola XRD 0.3 M menunjukkan adanya puncak 2 = 38.10° dan 44.40°. Pergeseran puncak dengan model terjadi dengan selisih 0.17° dan 2 = 0.32°. Untuk penambahan doping 0.4 M juga terjadi puncak pada 2 = 38.14° dan 44.44° dengan selisih model 0.24° dan 0.36°. Dite mukan puncak 2 = 38.18° dan 44.46° pada penambahan doping 0.5 M. Apabila dibandingkan dengan model dari AMCSD diperoleh selisih 2 = 0.25° dan 0.38°. Pe rgeseran puncak terjadi posisi puncak bergeser ke sudut lebih tinggi dengan meningkatnya doping Ag. Pergeseran puncak terjadi karena peningkatan dera jat kristalinitas.
Doping Ag
Uji XRD
Uji SEM
Spin coating
Film tipis
Yodium-Ag/Ni
Pohon
Yodium
Ekstraksi
Bubuk
flavonoid
Uji FTIR
Uji
Konduktivitas
4
Kristalinitas
Kristalinitas dari film t ipis dapat ditunjukkan pada Tabel 1.
Dopi ng Ag(Molar ) Kristalinitas (% )
0,1 2,86
0,2 3,91
0,3 3,93
0,4 3,96
0,5 4,69
Berdasarkan tabel di atas menunjukkan bahwa semakin besar pena mbhan doping Ag semakin besar derajat krisstalinitas. Ag me miliki sifat kristaliniras sedangkan flavonoid me miliki sifat amorf. Adanya sifat kristalin itas Ag yang masuk ke dala m flavonoid menyebabkan terjadi peningkatan derajat kristalinitas.
Hasil Uji S EM Film Ti pis Yodi um-Ag/Ni
Hasil u ji SEM film t ipis Yodiu m-Ag/Ni dapat ditunjukkan pada Ga mba r 6.
Gambar 6. Hasil SEM film ti pis Yodium-Ag/Ni
Berdasarkan Ga mbar 4.6 d iperoleh morfologi yang berbeda-beda untuk penambahan doping Ag. Ga mba r 4.6 (a) menunjukkan reta kan getah Yodiu m-Ag pada permu kaan film ka rena kurang me ratanya larutan dalam proses deposisi,
serta adanya proses pemanasan yang kurang baik.. Ga mbar 4.6 (b) menunjukkan bulatan besar yang tidak teratur.
Ga mbar 4.6 (c) menunjukkan adanya butiran-butiran kec il na mun tidak menunjukkan unsur Ag. Hasil Ga mbar 4.6 (d) menunjukkan adanya butiran-butiran yang ukurannya seperti Ga mbar 4. 6 (c) yang menunjukkan unsure Ag. Untuk Ga mba r 4. 6 (e) menunjukkan adanya butiran-butiran kecil yang lebih besar dibandingkan Ga mbar 4. 6 (c) dan (d). Adanya butiran-butiran Ag yang tersebar tidak teratur menunjukkan doping Ag tidak masuk dala m ikatan rantai ekstrak flavonoid yang me mpunyai ikatan konjugasi. Doping Ag pada ekstrak flavonoid me mbentuk ko mposit.
Hasil Uji Kondukti vi tas Fil m Ti pis Yodium-Ag/Ni
Uji konduktivitas film tipis Yodiu m-Ag/Ni dila kukan untuk mengetahui sifat ke listrikan. Data arus dan tegangan listrik difitting men jadi gra fik hingga didapatkan gradient (ke miringan garis). Dari persamaan garis lu rus y= mx +c d idapatkan gradien tersebut menunjukkan n ila R (perbandingan nila i V dan I). Konduktivitas dapat dihitung dari persamaan δ =1/ρ, dimana ρ= 2πd V/I. Nilai V/I dipero leh dari nila i Rrata-rata. Konduktivitas sampel film ti[pis Yod iu m-Ag/Ni dapat ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Data Kondukti vi tas.
Dopi ng (M) Kondukti vi tas (S/cm)
0,1 2,71 0,2 6,40 0,3 77,14 0,4 229,24 0,5 745,25 .
Ag merupakan senyawa yang me mpunyai nila i konduktiv itas paling tinggi yaitu, 6,8 x 107 ohm.c m-1. Se ma kin besar penambahan Ag menyebabkan nila i konduktivitasnya semakin tinggi me mbentuk kurva kuadrat. Ha l ini dikarena kan adanya ion dan mobilitas ion Ag. Penambahan doping Ag menyebabkan perubahan konduktivitas yang signifikan.
Konduktivitas pada penambahan doping Ag 0.1 M sebesar 2.71 S/c m, 0.2 M sebesar 6.40 S/c m, 0.3 M sebesar 77.14 S/c m. Pada penambahan doping Ag 0.4 M sebesar 229.24 S/c m dan 0.5 M sebesar 745.25 S/c m.
5 Hal itu dapat dilihat dari gra fik hubungan penambahan doping Ag dan konduktivitas film t ipis Yod iu m-Ag/Ni pada Ga mbar 7.
Gambar 7. Gr afik Dopi ng Ag dan Kondukti vi tas.
Kesimpul an
Dari hasil data dan ana lisis yang dilaku kan pada film tip is Yodiu m-Ag/Ni maka penulis dapat menyimpu lkan sebagai berikut :
1. Penambahan doping Ag meningkat kan kristalinitas. Pena mbahan doping 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, 0,4 M dan 0.5 M meningkat kan kristalinitas sebesar 2.86 %, 3.91 %, 3.93 %, 3.96 % dan 4.69 %.
2. Penambahan doping Ag meningkat kan konduktivitas. Penambahan doping Ag sebesar 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, 0,4 M dan 0.5 M men ingkatkan konduktiv itas yaitu 2.712 S/c m, 6.339 S/c m, 77.139 S/c m, 229.248 S/c m dan 745.257 S/c m.
DAFTAR RUJ UKAN
Asrori, M. 2010. Penge mbangan Nanokomposit PANi (HCl)-TiO2 Sebagai Materia l Pe lapis Anti Korosi. Prosiding Seminar Nasional
k e-16 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuk lir Hal. 2775-281. ISSN 0854 – 2910. Surabaya : ITS.
Fitrilawat i, dkk. 2008. Pengaruh Dopant Terhadap Konduktivitas dan Struktur Ele ktronik Poli (He ksil Tiofen). Jurnal Sains dan Materi
Indonesia Vol.9 No.2 Februari 2008:175 -179. ISSN: 1411-1098.
Husin, H. 2011. Preparasi dan Ka rakterisasi Fotokatalis NaTa NO3 Didoping (La/NaTaNO3) dengan METODE Sol-Ge l.
Jurnal Rek ayasa Kimia dan Lingkungan Vol.8 No.2 2011: 60-65. ISSN : 1412-5064.
Hussian, F, dkk. 2009. Analysis of flavonoid Co mpound in the frit of Prunus Microcarpa. University of Sa lahaddin, Erb il Iraq dan University of Sula imani Kurdistan Region Iraq.
Karlina, I, d kk. 2009. Ek strak Gelatin dari Tulang
Ik an Pari (Himantura gerrardi) Pada Variasi Larutan Asam Untuk Perendaman.
Prosiding Skripsi 2009/ 2010. Surabaya :. Jurusan Kimia ITS.
Maryanto, I, dkk. 2013, Bioresource Untuk Pe mbangunan Ekonomi Hijau. Jaka rta : LIPI Press.
Meena, M, dkk. 2008. Isolation and Identification of Flavonoid “Quercetin” fro m Citru llus colocynthis (Linn). Schrad. Aslan J. Exp.Sct., Vol.22, No.1, 2008 hal 137 -142.
India: Universityof Ra jasthan
Purnama , E. 2006. Pengaruh Suhu Rea ksi dan Ko mposisi Hidroksiapatit Dibuat dengan Media Air dan Cairan Tubuh Buatan (Synthetic Body Fluid). Jurnal Sains Materi
Indonesia edisi k husus Oktober 2006 :154-162. ISSN :1411-1098.
Redha, A. 2010. Flavonoid: Struktur, Sifat Antioksidatifdan Perananya dalaa m Sistem Biologis. Jurnal Berlian Vol.9 No.2 Sept
2010: 196-202.
Ridawati, d kk. 2010. Ekstrasi Senyawa Be rpotensi Antimikroba dariGa mb ir (Uncaria Ga mbirROXB) dan Pe manfaatannya Dala m Pe mbuatan Permen Je lly. UNJ.
Rohyami, Y. 2008. Penentuan Kandungan Flavonoid dari Ekstrak Metanol Daging Buah Mahkota Buah (Phaleria macrocarpa Scheff Boerl).
Jurnal Logik a Vol.5 No.1. Hal 1-8 Agustus 2008.ISSN 1410-2315.
Rustami, Erus. 2008. Sistem Kontrol Kecepatan
Putar Spin Coating Berbasis Mik rokontoler Atmega8535. Skripsi. Bandung : FMIPA
IPB.
Soepardjo, A. 2004. Fabrikasi Thin Film Quarterna ir Cu Ga SeTe dan Cu Ga0,5In0,5Te2 dengan Evaporasi Flash. Jurnal Mak ara Tek nologi
Vol.8 No.1 April 2004: 9 -16.
Soerawidja ja, T. 2013. Kekayaan Ala m, Su mber Daya, dan Kutukan Su mber Daya. Bandung : Progra m Teknik Kimia Faku ltas Teknologi Industri ITB.
Sundaryono, A. 2011. Penggunaan Batang Tanaman Betadin (Jatropha multifida Linn) untuk Meningkatkan Jumlah Tro mbosit pada Mus muculus. Media Medika Indiana. Fakultas Kedokteran Un iversitas Diponegoro dan
6 Ikatan Do kter Indonesia Wilayah Jawa Tengah.
Sulastri, S 2010. Pengukuran Sebaran Ketebalan
lapisan Tipis Hasil Spin Coating dengan
Metode Interferomagnetik . Skripsi.
Surakarta : FMIPA Un iversitas Sebelas Maret.
Suma rdi, T. dkk. 2006. Pe mbuatan dan Karakterisasi Film Ba0,5 Sr0,5Ti03 Doping Ga 2O3 (BGST). Indonesian Journal of Material
Science. Edisi Khusus Ok tober 2006: 225 – 231. ISSN : 1411 – 1098.
Sutanto, Heri, dkk. 2008. Penu mbuhan Lapisan Tipis Se mikonduktor GaN d i atas Substrat Silikon dengan Metode Sol-Gel. Prosiding Seminar
Nasional Rekayasa Kimia dan Proses 2008 .
ISSN : 1411-4216.
Syarfati, dkk. 2011. The Potential of Jarak Cina ( Jatropha Multifida L.) Secret ion in healing New- Wonded Mice. Jurnal Natural Vol.11,
No.1. Jurusan Biologi FMIPA Universitas
Syiah Kua la Darussalam Banda Aceh. Wahyuni, M, dkk. 2010. Ka rakteristik Cangkang
Kerang menggunakan XRD dan X Ray Physics Basic Unit. Jurnal Neutrino Vol. 3
No.1 Ok tober 2010.
Wiyanto, dkk. 2004. Pengaruh Annealing Pada Film Tipis Ta2O5 Ditu mbuhkan dengan metode DC Magnetron Sputtering. Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses 2004. ISSN : 1411 – 4216.
