PENINGKATAN SIFAT ELEKTRIK DAN PENGINDERAAN FILM KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN PEO (POLIETILEN OKSIDA) SEBAGAI SENSOR KELEMBABAN UDARA SKRIPSI

OKSIDA) SEBAGAI SENSOR KELEMBABAN UDARA

SKRIPSI

RONA CUANA 150801055

PROGRAM STUDI FISIKA S1

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2019

OKSIDA) SEBAGAI SENSOR KELEMBABAN UDARA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

RONA CUANA 150801055

PROGRAM STUDI FISIKA S1

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2019

PENINGKATAN SIFAT ELEKTRIK DAN PENGINDERAAN FILM KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN PEO (POLIETILEN OKSIDA)

SEBAGAI SENSOR KELEMBABAN UDARA

SKRIPSI

Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2019

Rona Cuana NIM 150801055

PENGESAHAN SKRIPSI

Judul : Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Polietilen Oksida) sebagai Sensor Kelembaban Udara

Nama : Rona Cuana

Nomor Induk Mahasiswa : 150801055 Program Studi : Sarjana Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2019

Ketua Program Studi Pembimbing,

Dr. Perdinan Sinuhaji, MS Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc NIP: 195903101987031002 NIP: 197407162008121002

PENINGKATAN SIFAT ELEKTRIK DAN PENGINDERAAN FILM KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN PEO (POLIETILEN

OKSIDA) SEBAGAI SENSOR KELEMBABAN UDARA

ABSTRAK

Dalam penelitian ini, penambahan PEO (Polietilen Oksida) pada larutan kitosan telah berhasil meningkatkan sifat elektrik dan penginderaan film kitosan sebagai sensor kelembaban udara berdasarkan hasil-hasil pengujian. Variasi konsentrasi penambahan PEO pada larutan kitosan yaitu 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4% dan 0,5% (w/v). Sensor difabrikasi dalam bentuk film menggunakan metode solution casting. Pengujian kelembaban udara dilakukan dengan menempatkan film di dalam mesin pendingin model KT-2000 Ahu. Hasil pengujian menunjukkan penambahan PEO pada film kitosan menghasilkan peningkatan konduktivitas listrik sebesar 41,25%; 80,00%;

122,50%; 85,00% dan 48,75% untuk penambahan PEO dengan konsentrasi 0,1; 0,2;

0,3; 0,4 dan 0,5% secara berturut-turut. Selain itu, pengujian respon pada sifat penginderaan film kitosan dengan penambahan PEO meningkatkan tegangan keluaran, dibandingkan dengan kitosan murni yaitu diatas 300 mV sedangkan kitosan murni dibawah 300 mV. Di antara variasi PEO, tegangan keluaran maksimum dari PEO 0,3%

adalah diatas 400 mV. Sedangkan tegangan keluaran maksimum dari konsentrasi PEO yang lain dibawah 400 mV. Selain itu, sensor film kitosan dengan penambahan PEO 0,3% menunjukkan sensitivitas yang paling tinggi sebesar 5,34 serta memiliki perulangan dan stabilitas yang baik. Oleh karena itu, sensor film kitosan dengan konsentrasi penambahan PEO 0,3% menunjukkan sifat elektrik dan penginderaan yang baik pada film kitosan untuk diaplikasikan sebagai sensor kelelmbaban udara.

Kata Kunci: Kelembaban Udara, Kitosan, Sensor, Polietilen Oksida

ENHANCED ELECTRICAL AND SENSING PROPERTIES OF CHITOSAN FILM BY ADDING PEO (POLYETHYLENE OXIDE)

AS HUMIDITY SENSOR

ABSTRACT

In this study, the addition of PEO (Polyethylene Oxide) in chitosan solution has successfully improved the electrical and sensing properties of chitosan film as humidity sensor based on measurement results. The concentration variety of PEO in chitosan solution is 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4% and 0,5% (w/v). The sensors were fabricated in film form using a solution casting method. The humidity testing was perfomed by placing a film in the cooling machine room, model KT-2000 Ahu. The measurement results showed that the addition of PEO in chitosan films increased the electrical conductivity of 41,25%; 80,00%; 122,50%; 85,00% and 48,75% by adding the PEO which has concentrations of 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 and 0,5 % respectively. In addition, the response in sensing properties by adding the PEO increased the output voltage than the pure chitosan which was above 300 mV while the pure chitosan was under 300 mV. Among the variations in PEO, the maximum output voltage of 0,3%

PEO is above 400 mV. Meanwhile, the maximum output voltage of other PEO concentrations was 400 mV. Moreover, the chitosan film sensor by adding the 0,3% of PEO showed the highest sensitivity of 5,34 and has a good repeatibility and stability.

Therefore, chitosan film sensors by adding the 0,3% of PEO showed good electrical and sensing properties of chitosan films to be applied as humidity sensor.

Keywords: Humidity, Chitosan, Sensor, Polyethylene Oxide

PENGHARGAAN

Puji dan syukur disampaikan kehadirat ALLAH SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulisan Skripsi dengan judul “Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Polietilen Oksida) sebagai Sensor Kelembaban Udara” dapat diselesaikan.

Ucapan terimakasih yang setulusnya dan penghargaan yang setingginya disampaikan kepada Bapak Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan kesempatan, motivasi, ilmu, nasihat serta dukungan dalam membimbing penulis selama ini. Terimakasih kepada Bapak Dr.

Kerista Sebayang, M.Sc selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih kepada Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS selaku Ketua Departemen Fisika dan selaku komisi pembanding, Bapak Awan Maghfirah, M.Si selaku Sekretaris Departemen Fisika. Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Yuan Alfinsyah Sihombing, M.Sc selaku komisi pembanding atas kritik dan saran yang diberikan sehingga penulisan dan pelaksanaan penelitian dalam skripsi ini menjadi lebih baik. Terimakasih kepada seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi di lingkungan FMIPA Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu-ilmu yang bermanfaat yang sangat berkontribusi besar dalam keberhasilan penelitian ini.

Selain itu, ucapan terimakasih yang sama juga penulis sampaikan kepada abangda Fathurrahman, M. Balyan, Darmansyah Dalimunthe, Ilham Sutra Pradana, Khairul Ilham, Andriansyah dan Kakanda Ilfa Husna, Siti Rahma, Dara Azdena, Rica Asrosa yang telah banyak memberi pengetahuan, waktu dan kesabarannya kepada penulis.

Terimakasih kepada Ani, Maya, Indah, Dinda, Novia, Rika, Pindi, Arman, Pardo, Yaksa, Paris selaku rekan Micro Solar Matic (MSM) Fisika USU atas bantuan dan kebersamaannya selama ini. Akhirnya terimakasih yang paling tulus diucapkan kepada Ibunda Nurbaiti, Ayahanda M. Jali, Abangda Roni Cuandi, Rendi Cuanda, Abdulrahmansyah, Kakanda Reni Cuanti, Dewi Fitri, Gratika Gazali, selaku insan yang senantiasa menyebut nama penulis didalam setiap doa-doanya, yang tiada henti memberikan dukungan dan pengorbanan yang tak terkira sehingga penulis bisa sampai berada di tahap ini. Semoga Allah SWT selalu memberika kebaikan dunia dan akhirat atas segala semangat yang telah diberikan.

Medan, Juli 2019

Rona Cuana

DAFTAR ISI

PENGESAHAN SKRIPSI ... i

ABSTRAK ... ii

ABSTRACT ... iii

PENGHARGAAN ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Permasalahan... 2

1.2.1 Rumusan Masalah ... 2

1.2.2 Batasan Masalah ... 3

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3

1.3.1 Tujuan Penelitian ... 3

1.3.2 Manfaat Penelitian ... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 State Of The Art Penelitian ... 5

2.2 Kitosan (Chitosan) ... 5

2.2.1 Sumber-sumber Kitosan (Chitosan) ... 6

2.2.2 Sifat Fisika dan Kimia Kitosan (Chitosan) ... 7

2.2.3 Aplikasi Bahan Kitosan (Chitosan) ... 8

2.3 Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide) ... 8

2.3.1 Sumber-sumber Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide) ... 9

2.3.2 Sifat Fisika dan Kimia Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide) ... 9

2.3.3 Aplikasi Bahan Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide) ... 10

2.4 Film Kitosan dengan Penambahan Polietilen Oksida ... 11

2.5 Teknik Fabrikasi Film Kitosan-PEO dengan Metode Solution Casting ... 12

2.6 Kelembaban dan Sensor Kelembaban Udara ... 13

2.7 Teknologi Sensor ... 13

2.7.1 Karakteristik Umum Sensor ... 14

2.8 Karakterisasi Larutan Kitosan-PEO ... 17

2.8.1 Analisa Derajat Keasaman (pH) Larutan Kitosan-PEO ... 17

2.9 Karakterisasi Film Kitosan-PEO ... 17

2.9.1 Analisa Morfologi, Tofografi Permukaan Film Kitosan-PEO ... 17

2.9.2 Analisa Gugus Fungsional Film Kitosann-PEO ... 18

2.10 Pengujian Peningkata Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan-PEO Sebagai Sensor Kelembaban Udara ... 20

2.10.1 Pengujian Sifat Elektrik ... 20

2.10.2 Pengujian Sifat Fisis ... 21

2.10.2.1 Pengujian Ketebalan Film Kitosan-PEO ... 21

2.10.2.2 Pengujian Derajat Swelling Film Kitosan-PEO ... 22

2.10.3 Pengujian Sifat Penginderaan Film Kitosan-PEO sebagai Sensor Kelembaban Udara ... 22

2.10.3.1 Pengujian Respon ... 22

2.10.3.2 Pengujian Linearitas dan Sensitivitas ... 24

2.10.3.3 Pengujian Stabilitas ... 25

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 26

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian... 26

3.1.1 Tempat Penelitian ... 26

3.1.2 Waktu Penelitian ... 27

3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian ... 27

3.2.1 Peralatan Penelitian ... 27

3.2.2 Bahan Penelitian... 28

3.3 Variabel dan Parameter Penelitian ... 29

3.3.1 Variabel Penelitian ... 29

3.3.2 Parameter Penelitian... 29

3.4 Diagram Alir Penelitian ... 29

3.4.1 Pembuatan dan Karakterisasi Larutan Kitosan dan Kitosan- PEO ... 30

3.4.2 Fabrikasi Film Kitosan dan Kitosan-PEO ... 32

3.4.3 Pengujian Sifat Film Kitosan dan Kitosan-PEO sebagai Sensor Kelembaban Udara ... 32

3.4.3.1 Pengujian Sifat Elektrik Film Kitosan dan Kitosan- PEO ... 33

3.4.3.2 Pengujian Sifat Fisis Film Kitosan dan Kitosan- PEO ... 33

3.4.3.2.1 Pengujian Ketebalan Film Kitosan dan Kitosan-PEO ... 33

3.4.3.2.2 Pengujian Derajat Swelling Film Kitosan Dan Kitosan-PEO ... 33

3.4.3.3 Pengujian Sifat Penginderaan Film Kitosan dan Kitosan-PEO ... 34

3.4.3.3.1 Pengujian Respon dan Pengulangan ... 35

3.4.3.3.2 Pengujian Linearitas dan Sensitivitas ... 35

3.4.3.3.3 Pengujian Stabilitas ... 35

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36

4.1 Hasil Pembuatan Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO ... 36

4.1.1 Hasil Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO ... 36

4.1.2 Tingkat Keasaman (pH) Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO .. 37

4.1.3 Interaksi Antara Polietilen Oksida dan Kitosan... 38

4.2 Hasil Fabrikasi dan Pengujian Film Kitosan dan Kitosan-PEO ... 38

4.2.1 Hasil Fabrikasi Film Kitosan dan Kitosan-PEO 38

4.2.2 Hasil Pengujian Film Kitosan dan Kitosan-PEO 39

4.2.2.1 Hasil Pengujian Sifat Elektrik 39

4.2.2.2 Hasil Pengujian Sifat Fisis 40

4.2.2.2.1 Ketebalan Film Kitosan dan Kitosan-PEO 40 4.2.2.2.2 Derajat Swelling Film Kitosan dan Kitosan-PEO 41

4.2.2.3 Hasil Pengujian Sifat Penginderaan Film Kitosan dan Kitosan-PEO 43

4.2.2.3.1 Respon dan Pengulangan Film Kitosan dan Kitosan-PEO 43

4.2.2.3.2 Sensitiivitas dan Linearitas Film Kitosan Kitosan-PEO 47

4.2.2.3.3 Pengujian Stabilitas Film Kitosan dan Kitosan-PEO 49

4.2.3 Hasil Karakterisasi Gugus Fungsional dan Morfologi Fillm Kitosan dan Kitosan-PEO 53

4.2.3.1 Hasil Karakterisasi Gugus Fungsional Film Kitosan dan Kitosan-PEO 53

4.2.3.2 Hasil Karakterisasi Mikrostruktur Film Kitosan dan Kitosan-PEO 54

4.3 Mekanisme Pendeteksian Kelembaban Udara Berbasis Film Kitosan 56 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 58

5.1 Kesimpulan ... 58

5.2 Saran ... 59

DAFTAR PUSTAKA ... 60

LAMPIRAN ... 65

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel Judul Halaman

2.1 Persentase Kandungan Kitin/Kitosan pada Berbagai Sumber Alam

6

2.2 Jenis Monomer untuk Polietilen Oksida 9

2.3 Bagian-bagian Mesin Pendingin KT-2000 Ahu dan Fungsinya 23 3.1 Daftar Penggunaan Laboratorium dan Peralatan yang

Digunakan pada Kegiatan Penelitian

26 3.2 Peralatan untuk Pembuatan Sampel Larutan Kitosan dan

Larutan Kitosan-PEO

27 3.3 Peralatan fabrikasi kitosan dan kitosan-PEO 28 3.4

3.5 4.1 4.2 4.3

Peralatan Uji Sensor Kitosan dan Kitosan-PEO sebagai Material Sensor Pendeteksi Kelembaban Udara

Bahan-bahan yang Digunakan dalam Penelitian pH Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO

Ketebalan Film Kitosan dan Kitosan-PEO

Data Pengujian Swelling Film Kitosan dan Kitosan-PEO

28 28 37 41 41

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gambar Judul Halaman

2.1 Kitosan Komersil 6

2.2 Struktur Kimia Kitosan 7

2.3 Polietilen Oksida Komersil 8

2.4 Struktur Kimia Polieteilen Oksida 10

2.5 Proses Perubahan Air Menjadi Uap Air 13

2.6 Grafik Respons Sensor 16

2.7 Linearitas Sensor Terdiri Dari Dua Kemungkinan yaitu Tanggapan Linear (a) dan Tanggapan Tidak Linear (b)

16

2.8 pH Meter Digital 17

2.9 Scanning Electron Microscopy 18

2.10 Fourier Transform InfraRed 19

2.11 Pengujian Sifat-sifat Film Kitosan-PEO sebagai Sensor Kelembaban Udara

20

2.12 Spektrum Konduktivitas Listrik Material 20

2.13 Mikrometer digital 21

2.14 Bagian-Bagian Mesin Pendingin KT-2000Ahu 23

3.1 Diagram Alir Penelitian 30

3.2 Diagram Alir Proses Pembuatan dan Karakterisasi Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO

31 3.3 Diagram Alir Proses Fabrikasi Film Kitosan dan Kitosan-

PEO

32 3.4

4.1

4.2 4.3

4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

4.9

Rangkaian Pengujian Sifat Penginderaan Film Kitosan-PEO Hasil Larutan Kitosan 3,0% (a) dan Larutan Kitosan 3,0%

dengan Penambahan PEO dengan Konsentrasi 0,1% (b);

0,2% (c); 0,3% (d); 0,4% (e) dan 0,5% (f) Interaksi antara Kitosan dan PEO

Hasil Fabrikasi Film Kitosan 3,0% (a) dan Film Kitosan 3,0% dengan Penambahan PEO dengan Konsentrasi 0,1%

(b); 0,2% (c); 0,3% (d); 0,4% (e) dan 0,5% (f)

Hasil Pengujian Konduktivitas Sensor Film Kitosan dan Kitosan-PEO

Derajat Swelling Film Kitosan dan Kitosan-PEO

Respon Sensor Film Kitosan dan Kitosan-PEO dalam Pendeteksian Kelembaban Udara Divariasikan

Grafik Perulangan Film Kitosan dan Kitosan-PEO

Linearitas Film Kitosan 3,0% (a) dan Film Kitosan 3,0%

dengan Penambahan PEO dengan Konsentrasi 0,1% (b);

0,2% (c); 0,3% (d); 0,4% (e) dan 0,5% (f)

Sensitivitas dan Linearitas Film Kitosan 3,0% (a) dan Film Kitosan 3,0% dengan Penambahan PEO dengan Konsentrasi 0,1% (b); 0,2% (c); 0,3% (d); 0,4% (e) dan 0,5% (f)

34 36

38 39

39 42 43 44 46

48

4.10

4.11 4.12

4.13

Stabilitas Sensor film kitosan dan kitosan-PEO pada kelembaban 10%RH (a), 20%RH (b), 30%RH (c), 40%RH (d), 50%RH (e), 60%RH (f), 70%RH (g), 80%RH (h), dan 90%RH (i).

Hasil pengujian FT-IR Sensor Film Kitosan-PEO

Hasil Karakterisasi SEM Sensor Film Kitosan 3,0% (a) dan Sensor Film Kitosan 3,0% dengan Penambahan PEO dengan Konsentrasi 0,1% (b); 0,2% (c); 0,3% (d); 0,4% (e) dan 0,5%

(f) dengan Perbesaran 1.500 Kali

Mekanisme Pendeteksian Kelembaban Udara Sensor Film Kitosan

52

54 55

57

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada penelitian sebelumnya telah berhasil dibuat dan diuji sensor film kitosan sebagai sensor kelembaban udara (Nasution et al., 2017). Pengaplikasian film kitosan sebagai sensor kelembaban udara dilakukan dengan mekanisme interaksi secara kimia antara gugus fungsional yang dimiliki oleh kitosan (-NH2) dengan molekul uap air (-H2O) di udara (Hassan et al., 2014). Hasil interaksi kimia ini kemudian menghasilkan keluaran sensor berupa tegangan listrik yang berbanding lurus dengan tingkat kelembaba udara (Farahani et al., 2014). Akan tetapi, sensor kelembaban udara berbasis film kitosan yang telah berhasil difabrikasi sebelumnya oleh Nasution et al.

(2017) masih memiliki kelemahan-kelemahan yaitu memiliki sweling rasio yang tinggi, respon dan linearitas yang singkat, serta konduktivitas sensor film kitosan masih rendah dalam pengaplikasian ini yang mengakibatkan resolusi pembacaan kelembaban udara yang masih rendah. Hal ini menyebabkan perlu adanya perbaikan sifat- sifat film kitosan. Salah satu perbaikan tersebut dapat dilakukan dengan penambahan bahan aditif.

Penambahan kitosan dengan polimer lain merupakan cara yang mudah dan efektif dalam membuat dan meningkatkan sifat-sifat dari film kitosan (Zivanovic et al., 2010). Polietilen oksida (PEO) adalah sintetis dan fleksibel polimer dengan rumus molekul (-CH2CH2O-) memiliki sifat kristalinitas, dapat larut dalam air maupun asam organik, rendah toksisitas, kemampuan membentuk film yang baik, serta memiliki gugus eter berdensitas tinggi yang dapat berinteraksi kuat dengan gugus amino dalam kitosan melalui ikatan hidrogen (Salih et al., 2010; Zivanovic et al., 2011). Dalam hal ini, kitosan dapat bertindak sebagai donor proton sementara PEO dapat bertindak sebagai akseptor proton sehingga menghasilkan campuran polimer yang homogen (Neto et al., 2005). Selain itu, rantai amorf kitosan dapat memfasilitasi penurunan kritalinitas PEO dalam campuran untuk meningkatkan konduktivitas dan transparansi (Rakkapao et al., 2011).

Para peneliti telah banyak menggunakan dan mengaplikasikan PEO di banyak bidang. Dalam bidang sensor, Eljali et al. (2017) telah melakukan penelitian mengenai penambahan bahan aditif PEO pada film kitosan sebagai sensor pendeteksi senyawa uap organik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan bahan aditif PEO pada film kitosan mampu mendeteksi senyawa metanol dan etanol dan dapat meningkatkan selektivitas film kitosan terhadap senyawa uap organik. Ma et al. (2013) juga telah menggunakan PEO dalam industri farmasi sebagai sistem dalam pengontrolan release tablet. Selain itu, Arya et al. (2017) telah mengembangkan pemisah polimer padat untuk perangkat penyimpan/ konversi energi menggunakan PEO.

Bertolak dari kondisi ini, maka akan dilakukan penelitian untuk memfabrikasi dan menguji peningkatan sifat elektrik dan penginderaan film kitosan dengan penambahan PEO sebagai aplikasi sensor pendeteksi kelembaban udara. Oleh karena itu, maka dilakukan penelitian dengan judul “Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Polietilen Oksida) sebagai Sensor Kelembaban Udara”

1.2 Permasalahan 1.2.1 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang, penulis merumuskan beberapa hal yang menjadi masalah dalam penelitian “Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Polietilen Oksida) sebagai Sensor Kelembaban Udara”, yaitu sebagai berikut:

1. Bagaimana interaksi yang terjadi antara kitosan dengan polietilen oksida serta kehomogenan larutan kitosan dengan penambahan polietilen oksida?

2. Bagaimana pengaruh penambahan polietilen oksida terhadap peningkatan sifat elektrik dan penginderaan film kitosan sebagai sensor kelembaban udara?

3. Berapakah konsentrasi terbaik polietilen oksida yang ditambahkan ke dalam kitosan untuk meningkatkan sifat elektrik dan penginderaan sensor film kitosan sebagai material pendeteksian kelembaban udara?

1.2.2 Batasan Masalah

Penelitian “Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Polietilen Oksida) sebagai Sensor Kelembaban Udara” akan dibatasi pada beberapa hal berikut:

1. Serbuk kitosan yang digunakan dalam pembuatan film adalah kitosan produksi Sigma Aldrich Chemical (Berat molekul medium).

2. Serbuk polietilen oksida yang digunakan dalam pembuatan film adalah polietilen oksida produksi Sigma Aldrich Chemical (Berat molekul 300.000).

3. Pelarut yang digunakan dalam pembuatan film adalah asam asetat 2% (v/v) yang diproduksi oleh EMD Milipore.

4. Konsentrasi larutan kitosan sebagai larutan baku adalah dengan konsentrasi 3,0%

(w/v).

5. Variasi penambahan polietilen oksida sebanyak lima variasi konsentrasi yaitu 0,1%;

0,2%; 0,3%; 0,4% dan 0,5% (w/v).

6. Metode fabrikasi secara keseluruhan menggunakan metode Solution Casting.

7. Proses fabrikasi film menggunakan suhu 65 ºC.

8. Pengujian sifat-sifat film kitosan yang dilakukan mencakup: pH, ketebalan, konduktivitas listrik, derajat swelling, respon dan perulangan, sensitivitas, linearitas dan stabilitas.

9. Karakterisasi yang dilakukan berupa pengujian FT-IR untuk mengetahui gugus fungsional, SEM untuk mengetahui kondisi morfologi film kitosan, dan mikrometer untuk mengetahui ketebalan film kitosan.

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.3.1 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui interaksi yang terjadi antara kitosan dengan polietilen oksida serta kehomogenan larutan kitosan dengan penambahan polietilen oksida.

2. Menganalisa pengaruh penambahan polietilen oksida terhadap peningkatan sifat listrik dan penginderaan film kitosan sebagai sensor kelembaban udara.

3. Untuk mengetahui konsentrasi terbaik polietilen oksida yang ditambahkan di dalam larutan kitosan dalam peningkatan sifat elektrik dan penginderaan sensor film kitosan sebagai material pendeteksian kelembaban udara.

1.3.2 Manfaat Penelitian

Penelitian ini memilki manfaat di antaranya sebagai berikut:

1. Bagi perkembangan IPTEK, penelitian ini menghasilkan sebuah pengembangan sensor kelembaban udara berbasis film kitosan dengan penambahan polietilen oksida yang dapat meningkatkan sifat-sifat film kitosan. Dimana sensor pendeteksi kelembaban udara berbasis film kitosan yang dihasilkan pada penelitian sebelumnya masih memiliki sifat-sifat yang terbatas.

2. Bagi pemerintah, keberhasilan penelitian ini dapat meningkatkan nilai ekonomi kitosan yang merupakan hasil olahan limbah cangkang hewan laut sehingga mengurangi pencemaran limbah dan berpotensi membuka peluang kerja baru.

Selain itu, dengan pengembangan lebih lanjut, penelitian ini berpotensi besar menjadi produk unggulan pemerintah.

3. Bagi Pihak Swasta yang bergerak dibidang industri sensor, penelitian ini berpotensi besar untuk dikembangkan menjadi produk sensor pendeteksi kelembaban udara komersil yang dapat diproduksi dengan biaya yang relatif lebih murah serta ramah lingkungan sehingga menghemat biaya operasional yang lebih lanjut dapat menekan harga jual sensor dan akan berdampak positif terhadap laju penjualan pada konsumen.

4. Bagi masyarakat umum, penelitian ini mengembangkan sebuah bahan sensor kelembaban udara baru yang relatif murah dan ramah lingkungan sehingga pada pengembangan lebih lanjut sensor ini terjangkau olah masyarakat. Selain itu, karna bahan utama sensor ini terbuat dari limbah cangkang hewan laut, maka dapat membuka peluang lapangan pekerjaan masyarakat, khususnya masyarakat pesisir pantai.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 State of The Art Penelitian

State of the art dari penelitian ini adalah sebuah sensor pasif untuk mendeteksi kelembaban udara yang terbuat dari bahan polimer alami kitosan (berat molekul medium) dengan penambahan polimer sintetis PEO (berat molekul 300.000) yang difabrikasi menjadi bentuk film melalui metode solution casting. Penambahan PEO pada kitosan dapat meningkatkan sifat termal, kimia, mekanik, serta konduktifitas film (Neto et al., 2005; Zivanovic et al., 2007; Grkovic et al., 2017) sehingga pengaplikasian sensor kelembaban udara berbasis film kitosan dapat ditingkatkan.

Orsinalitas penelitian ini terletak pada pengaplikasian film berbasis kitosan dengan penambahan PEO yang difabrikasi menggunakan metode solution casting dengan menetapkan konsentrasi kitosan sebesar 3% (w/v) dan lima variasi konsentrasi polietilen oksida yaitu 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4% dan 0,5% (w/v) yang kemudian diuji dan dikarakterisasi untuk meningkatkan sifat elektrik dan penginderaan sensor pasif kelembaban udara.

2.2 Kitosan (Chitosan)

Kitosan adalah kopolimer linier unit N-asetil-glukosamin dan merupakan polisakarida terbanyak kedua setelah selulosa yang dihasilkan dari N-deasitilasi kitin yang berasal dari cangkang hewan laut seperti kerang dan krustasea (Azuma et al., 2014; Shukla et al., 2013). Proses pembuatan kitosan dimulai dengan menghilangkan mineral (demineralisasi), selanjutnya penghilangan protein (deproteinisasi), deasetilasi dan pemurnian kitosan. Kitosan dapat diproduksi dengan biaya murah karena kitin tersedia secara luas. Hinggga kini, penelitian terkait kitosan semakin berkembang pesat dari tahun ke tahun. Perkembangan ini bukan hanya karena ketersediaan kitosan yang melimpah di alam, melainkan karena keberadaan dan gugus fungsionalnya yang dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan. Serbuk kitosan komersil dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Kitosan Komersil (https://indonesian.alibaba.com/)

Selain itu, kitosan sangat dikenal dengan derajat deasitilasinya serta sifatnya yang mudah terurai dan tidak beracun. Hingga saat ini, kitosan masih terus diteliti dan dikembangkan dalam berbagai bidang, termasuk dalam bidang industri serta dalam bidang yang aplikasinya untuk masyarakat banyak.

2.2.1 Sumber-sumber Kitosan (Chitosan)

Kitosan merupakan bahan polimer alami yang bahan bakunya berasal dari alam.

Kitosan merupakan polisakarida yang berasal dari N-deasitilasi kitin yang merupakan polisakarida berlimpah dan kitin secara alami tersedia pada cangkang hewan laut.

Kitosan diproduksi secara komersial dari pengolahan kulit atau cangkang udang, tiram ubur-ubur, serangga, kerang, kepiting dan lobster (Srinivasan et al., 2018). Selain bersumber dari kulit atau cangkak hewan, menurut Ghormade et al., (2017) kitosan juga telah berhasil dibuat dari bahan jamur. Adapun jamur yang dapat diolah menjadi kitin adalah jenis jamur Zygomycetous dan Rhizopus oryzae.

Komposisi (%) sumber-sumber kitin/kitosan yang terdapat pada masing- masing bahan diuraikan pada tabel 2.1 sebagai berikut:

Tabel 2.1 Persentase Kandungan Kitin/Kitosan pada Berbagai Sumber Alam Sumber-sumber

Kitin/Kitosan Komposisi (%)

Rajungan 70

Kepiting 69

Ulat Sutera 44

Udang 40

Laba-laba 38

Kumbang Air 37

Kecoa 35

Gurita 30

Jamur 5-20

Cacing 3-20

Sumber: Sugita, 2009 (Diolah)

2.2.2 Sifat Fisika dan Kimia Kitosan (Chitosan)

Secara kimia kitosan merupakan biopolimer fungsional yang terdiri dari β (1 → 4) terkait 2-amino-2-deoksi-β-D-glukopiranosa unit (Kumirska et al., 2011). Gugus amina dan hidroksil dalam struktur molekul dapat bertindak sebagai gugus aktif yang dapat berinteraksi secara langsung dengan analit tertentu. Kitosan merupakan sebuah polisakarida kationik dengan amina berlimpah. Hal ini dapat terlihat jelas pada Gambar 2.2. Secara fisik kitosan tidak berbau, berupa padatan amorf berwarna putih kekuningan dengan rotasi spesifik [α]D¹¹ -3 hingga -10^o (pada konsentrasi asam astat 2%). Polimer kitosan dengan berat molekul tinggi, diketahui memiliki viskositas yang baik dalam asam. Bersifat hidrofilik, menahan air dalam strukturnya dan dapat membentuk gel secara spontan. Pembentukan gel berlangsung pada pH < 6 dan sedikit asam, disebabkan bersifat polielektrolit kationik dari kitosan. Kitosan larut dalam media asam seperti asam asetat dan asam format yang memungkinkan kita untuk menghasilkan sebuah film. Selain itu, kitosan memiliki kemampuan untuk mempertahankan sifat-sifat alaminya walaupun setelah diubah ke bentuk film dan lainnya dan tidak berbahaya jika kitosan telah terurai karena mudah dicerna oleh mikroba (Wang et al., 2007).

Gambar 2.2 Struktur Kimia Kitosan (Zargar, 2014)

2.2.3 Aplikasi Bahan Kitosan (Chitosan)

Penelitian tentang pengaplikasian bahan kitosan telah berkembang pesat dalam berbagai bidang karena kemampuannya dalam pembentukan film yang sempurna, permeabilitas tinggi, tidak beracun, biokompatibilitas dan ketersediaan yang mudah.

Hal ini dapat dilihat dari banyaknya publikasi artikel ilmiah yang berkaitan pemanfaatan bahan kitosan. Dalam bidang biologi dan farmasi kitosan telah berhasil dikembangkan sebagai bahan rekayasa jaringan, pembalut luka, agen antimikroba, kosmetik, pembantu vaksin dan sebagai bahan pelepasan obat (Cheung et al., 2015).

Selain itu, kitosan juga telah berhasil dikembangkan sebagai material sensor yaitu:

kitosan sebagai sensor pupuk (Mustaffa et al., 2014), kitosan sebagai sensor gas hexanal (Shantini et al., 2016), kitosan sebagai sensor gas H2S (Abu-Hani et al., 2018), kitosan sebagai sensor regangan (Liu Y et al., 2018), kitosan sebagai sensor ion merkuri (Osman et al., 2017) dan masih banyak pengaplikasian kitosan dalam bidang lain.

2.3 Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide)

Polietilen oksida (PEO) adalah polimer sintetis padat dengan rumus molekul (-CH2CH2O-)n yang larut dalam air dan sejumlah pelarut organik. PEO merupakan polimer sintetis yang dihasilkan melalui polimerisasi etilen oksida dengan menggunakan katalis berdasarkan karbonat alkali tanah yang dibuat khusus. PEO memiliki aplikasi yang luas dan telah banyak digunakan dalam berbagai bentuk sediaan dalam industri farmasi seperti untuk produksi kapsul (Zivanovic et al., 2007).

Polietilen oksida komersil dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Polietilen Oksida Komersil (https://www.mtixtl.com/PEO.aspx)

2.3.1 Sumber Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide)

Etielen oksida merupakan monomer dasar dalam proses polimerisasi untuk memproduksi polietilen oksida. Jenis monomer-monomer untuk polietilen oksida dan keterangannya dapat ditunjukkan pada tabel 2.2 sebagai berikut.

Tabel 2.2 Jenis Monomer untuk Polietilen Oksida

Monomer Keterangan

Etilen Oksida Monomer Dasar

Polipropilen Oksida Kurang Larut dalam Air Butilen Oksida Kurang Larut dalam Air

Glikidol Struktur Bercabang

Etoksi Etil Glikidil Eter Struktur Bercabang Sumber: Fink J K, 2011

Polietilen oksida, polimer sintetis, diproduksi melalui proses polimerisasi cincin terbuka dari monomer etilen oksida dimulai dari amina terlindungi (Ndibenzyl) dan inisiator alkohol terlindungi (O-trityl) (Vojkovsky et al., 2016). Etilen oksida juga dapat dipolimerisasi dengan katalis jenis anionik, kationik, dan koordinasi. Untuk produksi komersial, katalis yang paling efektif ditemukan adalah (CH3) 3N, Na, K, dan SnCl4, CaCO3, FeCl3 dan dengan menggunakan pelarut polar seperti tetrahidrofuran (THF), N, N-dimethylformamide, dimetil sulfoksida (Varshney et al., 2006).

2.3.2 Sifat Fisika dan Kimia Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide)

Secara kimia polietilen oksida merupakan sekelompok polimer sintetik tidak beracun yang teridiri dari atom C, H, dan O yang dihubungkan bersama menjadi rantai linier membentuk rumus molekul (-CH2-CH2-O)n (Ali et al., 2017) seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4. Polietilen oksida memiliki kesamaan struktur kimia berupa adanya gugus hidroksil primer pada ujung rantai polieter yang mengandung oksietilen. Polietilen oksida memiliki sifat yang unik yaitu gabungan dari unit hidrofobik etilen dan hidrofilik oksigen yang meyebabkan polietilen oksida larut dalam air dan pelarut organik (Migliardo et al., 2013).

Secara fisik, polietilen oksida tidak berbau, tidak berwarna, tersebar merata, viskositas yang tinggi. Derajat kritalinitas yang relatif tinggi (sekitar 50%) dengan satu unit sel monoklinik, terdiri dari tujuh unit dan dua belokan heliks (Migliardo et al., 2013). Polietilen oksida juga memiliki ketahanan dalam panas dan dapat berinteraksi kuat dengan polimer lain, seperti kitosan. Grup eter pada polietilen oksida dapat berikatan dengan grup amina pada kitosan melalui ikatan hidrogen sehingga menghasilkan larutan polimer yang homogen. Selain itu dalam bentuk film, polietilen oksida dapat berperan sebagai penghalang kelembaban untuk melindungi film dari paparan uap air atau kelembaban yang berlebihan (Zivanovic et al., 2007; Neto et al., 2005).

Gambar 2.4 Struktur Kimia Polieteilen Oksida (Dhawan, 2005)

2.3.3 Aplikasi Bahan Polietilen Oksida (Polyethylene Oxide)

Polietilen oksida banyak digunakan dalam industri pangan, kosmetik, dan farmasi. Selain itu, polietilen oksida dapat dijumpai di berbagai produk pembersih atau surfaktan yang juga dapat dijumpai dalam berbagai produk sabun serta pasta gigi.

Afinitas ikatan hidrogen kuat dari polietilen oksida menyumbang asosiasi dengan berbagai senyawa yang dengan sifat ini diaplikasikan dalam baterai, pengikat pigmen, agen baktriostatik, perekat yang larut dalam air. Aplikasi lainnya yaitu pada bidang keramik (elektroda baterai), serbuk logam, pengikat pigmen, dan bantalan penyerap (popok).

Para peneliti juga telah banyak menggunakan polietilen oksida dan diaplikasikan pada banyak bidang. Dalam bidang sensor, Eljali et al. (2017) telah melakukan penelitian mengenai penambahan bahan aditif PEO pada film kitosan sebagai sensor pendeteksi senyawa uap organik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan bahan aditif PEO pada film kitosan mampu mendeteksi senyawa metanol dan etanol dan dapat meningkatkan selektivits film kitosan terhadap senyawa uap

organik. Ma et al. (2013) juga telah menngunakan PEO dalam indutri farmasi sebagai sistem dalam pengontrolan release tablet. Selain itu, Arya et al. (2017) telah mengembangkan pemisah polimer padat untuk perangkat penyimpan/ konversi energi menngunakan PEO.

2.4 Film Kitosan dengan Penambahan Polietilen Oksida

Kitosan dengan karakter kationik polimer yang unik dan pembentukan film serta karakterisitik biocompatible dan biodegradable yang sangat baik, membuat kitosan telah banyak diteliti di industri karena potensinya dalam pengembangan sensor. Namun, sifat swelling rasio yang tinggi, respon dan linearitas serta umur hidup yang singkat dari kitosan telah membatasi aplikasinya pada bidang sensor.

Penambahan bahan polimer alami kitosan dengan bahan polimer lain akan menghasilkan sifat-sifat film yang lebih baik dibandingkan dengan film yang diproduksi dari kitosan murni (Zivanovic et al., 2007). Banyak penelitian yang telah menggunakan bahan polimer sintetis sebagai bahan tambahan dalam kitosan seperti polivinil alkohol (Bahrami et al., 2003), polikaprolakton (Sarasam et al., 2006), poli(N-vinil-2-pirolidon) (Zivanovic et al., 2010) dan polietilen oksida (Grkovic et al., 2011).

Polietilen oksida adalah polimer sintetis yang bersifat tidak beracun, semi kristal, mudah larut dan memiliki grup fungsional eter dalam strukturnya. Polietilen oksida dalam polimer kationik kitosan yang memiliki pasangan elektron pada atom N dan O dalam bentuk grup (-NH2) dan (-OH) mengizinkan chelation transfer proton, dimana kitosan bertindak sebagai donor proton sementara polietilen oksida dapat bertindak sebagai akseptor proton sehingga dapat menghasilkan campuran polimer yang homogen (Neto et al., 2005). Selain itu, film kitosan dengan penambahan polietilen oksida dapat meningkatkan sifat termal, kimia, mekanik, serta konduktivitas film karena terjadinya interaksi yang spesifik antara amino grup pada kitosan dan eter grup pada polietilen oksida melalui ikatan hidrogen. Ditambah lagi, rantai amorf kitosan dapat memfasilitasi penurunan kritalinitas PEO dalam campuran untuk meningkatkan konduktivitas dan transparansi (Rakkapao et al., 2011). Dengan peningkatan konduktivitas pada film, maka diharapkan terjadi peningkatan resolusi pembacaan nilai tegangan keluaran pada sifat penginderaaan film.

Eljali et al. (2017) telah membuat film tipis kitosan-polietilen oksida untuk mendeteksi senyawa organik yang mudah menguap. Polietilen oksida digunakan sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan sifat elektrik kitosan terhadap gas etanol dan metanol. Data yang dianalisa menunjukkan bahwa film kitosan-PEO mampu mendeteksi molekul gas senyawa organik yang mudah menguap dan menunjukkan bahwa campuran kitosan-polietilen oksida secara signifikan lebih selektif terhadap etanol dari gas metanol dengan nilai keluaran masing-masing 0,31 µA dan 0,023 µA.

Cheng et al. (2015) telah membuat komposit serat nano kitosan-polietilen oksida sebagai matriks untuk pelepasan obat yang terkontrol. Evaluasi pelepasan obat menunjukkan bahwa interaksi kitosan-PEO dapat mengontrol laju dan periode pelepasan obat dalam aplikasi penyembuhan luka. Penghambatan pertumbuhan bakteri yg baik untuk bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus didapatkan pada serat nano CipHCl-dan Moxi-loaded. Selain itu, kedua jenis serat nano kitosan- polietilen oksida dan serat nano kitosan-polietilen oksida yang mengandung obat menunjukkan cytocompatibility yang sangat baik dalam tes sitoksisitas.

2.5 Teknik Fabrikasi Film Kitosan-PEO dengan Metode Solution Casting

Proses pembuatan film kitosan-PEO terdiri dari beberapa macam teknik pembuatan. Metode solution casting merupakan salah satu metode fabrikasi film kitosan-PEO yang mudah, efesien dan efektif. Teknik solution casting merupakan teknik fabrikasi film dengan memanfaatkan proses penguapan larutan dimana kitosan- PEO dilarutkan dalam pelarut yang cocok untuk menghasilkan larutan yang viskos.

Menurut (Li et al., 2011; Nasution et al., 2017), metode pembuatan film dengan metode ini dilakukan dengan melarutkan kitosan-PEO dalam asam asetat dengan konsentrasi 2% kemudian dituang ke dalam cetakan film dan dikeringkan didalam vacuum oven pada suhu 65ºC selama 16 jam. Film kitosan-PEO akan terbentuk karena pelarut kitosan dan PEO yang merupakan asam encer 1%-2% akan mudah menguap saat proses pengeringan (Bumgardner et al., 2007).

2.6 Kelembaban dan Sensor Kelembaban Udara

Kelembaban udara merupakan menggambarkan jumlah kandungan uap air di udara. Uap air adalah fasa gas dari air yang dihasilkan dari pemanasan air, sublimasi

dari es dan penguapan. Uap air lebih ringan dari udara kering dan tidak berbentuk seperti air, uap air tidak dapat terlihat oleh mata tanpa menggunakan alat tertentu.

Ditinjau dari sifat kimia uap air memiliki formula kimia yang sama dengan air yaitu H2O. Sebuah molekul H2O mengandung 1 oksigen dan 2 hidrogen yang terhubung dengan adanya ikatan kovalen. Uap air memiliki struktur molekul yang tidak linear dan atom oksigen memiliki elektronegativitas yang tinggi dibandingkan dengan atom hidrogen. Atom oksigen membawa muatan negatif, sedangkan atom hidrogen membawa muatan positif. Sebagai hasilnya, uap air menjadi molekul polar dengan memiliki momen dipol listrik.

Gambar 2.5 Proses Perubahan Air Menjadi Uap Air (https://www.azosensors.com/)

Untuk dapat mengukur tingkat kelembaban udara suatu ruangan umumnya digunakan higrometer, penggunaan higrometer mulai ditinggalkan karena kurang praktis dalam pengaplikasiannya dan telah beralih ke penggunaan sensor. Sensor kelembaban udara merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur tingkat kelembaban udara atau uap air yang terkandung di dalam udara.

2.7 Teknologi Sensor

Sensor adalah sebuah alat yang mengubah fenomena fisik menjadi sinyal listrik.

Contohnya, sensor merupakan bagian dari antarmuka antara dunia fisik dan dunia perangkat listrik, seperti komputer. Bagian lain dari antarmuka ini diwakili oleh aktuator, yang mengubah sinyal listrik menjadi fenomena fisik (Wilson et al., 2005).

Kunci utama yang sama untuk semua sensor adalah konversi: sensor, (atau

"detektor"), mendeteksi dan mengukur benda-benda fisik atau kuantitas, yang

dapat beragam seperti kode identifikasi elektronik pada label yang dirancang khusus dikenal sebagai chip RFID, (di mana RFID kepanjangan dari Radio Frequency Identification), kuantitas panas dalam suatu objek, cairan atau orang, pergerakan suatu objek, orang atau bidang elektronik dipantau visi, atau jenis percepatan suatu benda mengalami seperti free-fall atau rotasi.

Setelah pengukuran, sensor mengonversi data yang telah diterima ke dalam sinyal atau tampilan visual yang kemudian dapat bermakna ditafsirkan oleh salah satu agen manusia atau oleh perangkat elektronik lain. Sensor A, dengan kata lain, juga selalu transduser-perangkat yang mengkonversi salah satu bentuk energi atau stimulus ke lain (Syam et al., 2013).

Dalam peradaban elektronika, sensor memainkan peran penting dalam memastikan berfungsinya sejumlah besar mesin, gadget, kendaraan dan proses manufaktur. Kebanyakan orang mungkin sama sekali tidak menyadari bahwa sensor di balik banyak hal yang mereka anggap remeh, seperti accelerometer, yang menjamin layar pada ponsel atau tablet selalu dengan cara yang benar sampai gerakan apa pun atau rotasi perangkat mengalami, atau yang sensor bantuan mobil dan pesawat terbang berfungsi dengan aman. Sensor banyak digunakan dalam peralatan medis, teknik aerospace, dalam proses automasi manufaktur dan robotika, dan beberapa aplikasi yang lain (Syam et al., 2013).

2.7.1 Karakterisasi Umum Sensor

Karakteristik sensor berhubungan dengan masalah seperti bagaimana output sensor berubah sebagai respon terhadap perubahan masukan, seberapa selektif sensornya, bagaimana interferensi eksternal atau internal dapat mempengaruhi responnya dan seberapa stabil pengoperasian sistem penginderaannya. Beberapa karakteristik sensor yang paling penting adalah sebagai berikut:

1. Respon sensor dapat diartikan sebagai kemampuan sensor untuk membedakan suatu materi atau isi yang dipaparkan kepadanya (Nasution et al., 2013). Respon sensor pada umumnya selalu dikaitkan dengan pengulangan sensor, dimana pengulangan sensor dapat diartikan sebagai kemampuan sensor untuk mencapai

nilai yang sama saat sensor yang sama dipaparkan kembali dengan suatu unsur atau materi yang sama (Mustaffa et al., 2014).

2. Waktu respon dan Pemulihan (Response and Recovery Time) Ketika sensor dipaparkan terhadap suatu gas analit pengukuran, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sebuah nilai stabil disebut waktu respon. Sedangkan, waktu pemulihan merupakan sebaliknya yaitu waktu yang dibutuhkan sensor untuk memulihkan kondisinya ke kondisi awal setelah pengaruh gas analit dihilangkan.

3. Pengulangan (Repeatability). Pengulangan adalah kemampuan sensor untuk menghasilkan respon yang sama dalam pengukuran yang berturut-turut.

Pengulangan berhubunganerat dengan presisi. Baik pengulangan jangka panjang maupun jangkapendek, keduanya sangatlah penting dalam sensor.

4. Linearitas. Linearitas sensor merupakan sifat penginderaan suatu bahan sensor yang menunjukkan keberbanding lurusan suatu nilai besaran fisis yang dideteksi dengan sinyal keluaran bahan sensor. Linearitas pada umumnya dinyatakan dengan koefisien regresi R² yang menyatakan keberbanding lurusan antara sumbu x yang merupakan besaran fisis yang dideteksi dengan sumbu y yang merupakan sinyal keluaran dari bahan sensor. Nilai linearitas yang baik ditunjukkan dengan nilai R² mendekati nilai 1 (Nasution et al., 2017).

5. Sensitivitas. Sensitivitas adalah perubahan tegangan keluaran sebagai akibat perubahan besaran fisis yang dideteksi. Sensor dengan sensitivitas tinggi (high sensitivity) lebih disukai karena dapat menghasilkan keluaran yang besar dengan masukan sinyal yang kecil. Untuk mengetahui besarnya sensitivitas sebuah sensor dapat dilakukan penurunan terhadap fungsi transfer sensor.

6. Stabilitas. Stabilitas adalah kemampuan sensor untuk menghasilkan nilai keluaran atau respon yang sama saat melakukan pengukuran yang sama selama periode waktu tertentu. Stabilitas sensor juga dapat diartikan sebagai kemampuan sensor

secara konsisten dapat memberikan nilai respon yang sama tanpa dipengaruhi oleh kondisi lingkungan sekitar (Nasution et al., 2013).

7. Reprodusibilitas. Reprodusibilitas adalah kemampuan sensor untuk menghasilkan nilai keluaran atau respon yang sama setelah kondisi pengukuran telah diubah.Misal, 5 sensor hasil fabrikasi yang sama menghasilkan nilai keluaran yang sama.

8. Umur hidup. Umur hidup merupakan ukuran waktu jangka panjang sensor untuk menghasilkan respon yang sama atau disebut juga jangka waktu pemakaian sensor.

Gambar 2.6 Grafik Respon Sensor (http://zonaelektro.net/sensor/)

Gambar 2.7 Grafik Linearitas Sensor Terdiri Dari Dua Kemungkinan yaitu Tanggapan Linear (a) dan Tanggapan Tidak Linear (b) (http://zonaelektro.net/sensor/)

2.8 Karakterisasi Larutan Kitosan-PEO

Karakterisasi larutan kitosan diklasifikasikan dalam dua bentuk karakterisasi yaitu karakterisasi derajat keasaman (pH) dan distribusi ukuran partikel, homogenitas larutan.

2.8.1 Analisa Derajat Keasaman (pH) Larutan Kitosan-PEO

pH adalah jumlah konsentrasi ion Hidrogen (H+) pada larutan yang menyatakan tingkat keasaman dan kebasaan yang dimiliki. pH merupakan besaran fisis dan diukur pada skala 0 sampai 14. Bila pH < 7 larutan bersifat asam, pH > 7 larutan bersifat basa dan pH = 7 larutan bersifat netral (Ihsanto et al., 2014). Analisa derajat keasaman (pH) larutan kitosan dilakukan menggunakan pH meter digital. pH meter merupakan alat yang dapat mengukur tingkat pH larutan. Sistem pengukuran dalam pH meter menggunakan sistem pengukuran secara potensimetri. pH meter berisi elektroda kerja dan elektroda referensi. Perbedaan potensial antara dua elektroda tersebut sebagai fungsi dari pH dalam larutan yang diukur (Rifky et al., 2014).

Gambar 2.8 pH Meter Digital (https://www.amazon.com/Milwaukee-Martini) 2.9 Karakterisasi Film Kitosan-PEO

Karakterisasi film kitosan-PEO dilakukan dalam dua bagian karakterisasi yaitu karakterisasi morfologi, topografi permukaan film kitosan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dan analisa gugus fungsi film kitosan menggunakan Fourier Transform InfraRed (FT-IR).

2.9.1 Analisa Morfologi, Topografi Permukaan Film Kitosan-PEO

Topografi permukaan film kitosan-PEO yang dihasilkan pada penelitian ini dianalisa menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) yang merupakan mikroskop elektron digunakan dalam ilmu pengetahuan material. SEM merupakan alat karakterisasi yang memberikan informasi mengenai topograpi permukaan, struktur kristal dan komposisi kimia dari sampel (Vernon K D, 2000).

Gambar 2.9 Scanning Electron Microscopy (https://www.fei.com/products/sem/)

Analisa SEM dilakukan untuk memproleh gambaran permukaan atau fitur material dengan resolusi yang sangat tinggi hingga memperoleh suatu tampilan dari permukaan sampel yang kemudian di komputasikan dengan software untuk menganalisis komponen materialnya baik dari kuantitatif mau pun dari kualitalitatifnya.

Prinsip kerja SEM yaitu bermula dari electron beam yang dihasilkan oleh sebuah filamen pada electron gun. Pada umumnya electron gun yang digunakan adalah tungsten hairpin gun dengan filamen berupa lilitan tungsten yang berfungsi sebagai katoda. Tegangan diberikan kepada lilitan yang mengakibatkan terjadinya pemanasan. Anoda kemudian akan membentuk gaya yang dapat menarik elektron melaju menuju ke anoda. Hasil penenembakan elektron beam kepada sampel menghasilkan beberapa sinyal keluaran yaitu secoundary electron (SE), Backscattered electron (BSE), Electron beam inducted current (EBIC), Cathodoluminescence (CL), auger electrons dan x-rays.

2.9.2 Analisa Gugus Fungsional Film Kitosan-PEO

Spekroskopi inframerah adalah sebuah metode analisis instrumentasi pada senyawa kimia yang menggunakan radiasi sinar infra merah. Bila suatu senyawa diradiasi menggunakan sinar infra merah (IR), maka sebagian sinar akan diserap oleh senyawa, sedangkan yang lainnya akan diteruskan. Serapan ini diakibatkan karena molekul senyawa organik mempunyai ikatan yang dapat bervibrasi. Dan masing-masing ikatan akan mempunyai sifat yang khas. Prinsip kerja spektroskopi FTIR berupa interaksi energi dengan materi. Sampel dilewati oleh sinar IR

monokromatis dan jumlah energi yang diserap oleh material sampel akan dicatat.

Dengan mengulang prosedur pada range 4000 – 500cm^-1akan didapat spektra antara panjang gelombang (λ) versus persen transmitansi (%T). Interaksi antara material sampel dengan sinar IRmengakibatkan molekul-molekul bervibrasi dimana besarnya energi vibrasi tiapkomponen molekul berbeda-beda tergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga akan dihasilkan frekuensi yang berbeda yangmewakili ikatan kimia (gugus fungsional) senyawa tertentu.Identifikasi dengan FTIR dalam penelitian ini dilakukan terhadap film kitosan dan film kitosan- PEO.

Gambar 2.10 Fourier Transform InfraRed (https://www.shimadzu.com/an/ftir/)

Salah satu hasil kemajuan instrumentasi IR adalah pemrosesan data seperti Fourier Transform Infra Red (FTIR). Teknik ini memberikan informasi dalam hal kimia, sepertistruktur dan konformasional pada polimer dan polipaduan, perubahan induksi tekanan danreaksi kimia. Dalam teknik ini padatan diuji dengan cara merefleksikan sinar infra merahyang melalui tempat kristal sehingga terjadi kontak dengan permukaan cuplikan.

Degradasiatau induksi oleh oksidasi, panas, maupun cahaya, dapat diikuti dengan cepat melalui inframerah. Sensitivitas FTIR adalah 80-200 kali lebih tinggi dari instrumentasi disperse standar karena resolusinya lebih tinggi (Kroschwitz et al., 1990).

2.10 Pengujian Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan-PEO sebagai Sensor Kelembaban Udara

Pengujian peningkatan sifat elektrik dan penginderaan film kitosan-PEO sebagai sensor kelembaban udara dilakukan dalam tiga bagian pengujian yang dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11 Pengujian Sifat Film Kitosan-PEO sebagai Sensor Kelembaban Udara

2.10.1 Pengujian Sifat Elektrik

Sifat elektrik atau sifat listrik yang penting untuk diuji pada film kitosan sebagai sensor kelembaban udara adalah konduktivitas listrik. Material alami maupun buatan yang terdapat di alam dapat diklasifisikan menjadi tiga yaitu konduktor, isolator dan semikonduktor. Nilai dari konduktivitas listrik ketiga material tersebut berbeda seperti pada Gambar 2.12 yang menunjukkan spektrum konduktivitas listrik. konduktivitas listrik dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan atau sampel dalam mengalirkan arus listrik. Konduktivitas ionik elektrolit polimer padat tergantung pada jumlah pembawa muatan dan mobilitasnya (Salman et al., 2018).

Gambar 2.12 Spektrum Konduktivitas Listrik Material (Irzaman, 2010) Film Kitosan-PEO

Sifat Listrik

Sifat Penginderaan

an Konduktivitas

Listrik

Sifat Fisis

Ketebalan

Derajat Swelling

 Respon dan Perulangan

 Linearitas

 Sensitivitas

 Stabilitas

2.10.2 Pengujian Sifat Fisis

Pengujian sifat fisis film kitosan-PEO dilakukan dalam dua bagian pengujian yaitu pengujian ketebalan film dan pengujian derajat swelling film kitosan-PEO.

2.10.2.1 Pengujian Ketebalan Film Kitosan-PEO

Sifat fisis atau fisika adalah sifat suatu zat yang dapat diamati dan diukur tanpa mengubah identitas zat-zat penyusun materi tersebut. Sifat fisika antara lain wujud zat, warna, bau, kerapatan, titik leleh, titik didih, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, kemagnetan, dan kekentalan. Pada penelitian ini, sifat fisis yang akan diukur adalah ketebalan dan derajat swelling film kitosan-PEO.

Ketebalan adalah jarak tegak lurus antara dua bidang sejajar pada suatu lapisan pada benda. Pengukuran ketebalan pada umumnya dilakukan dengan menggunakan alat ukur jangka sorong. Ketebalan lapisan film kitosan-PEO dalam penelitian ini diukur menggunakan alat mikrometer sekrup. Mikrometer sekrup merupakan salah satu peralatan intrumentasi yang berfungsi mengukur panjang, diameter luar suatu benda dan ketebalan suatu lapisan yang ketelitian pengukurannya sangat teliti karena memiliki ketelitian 0,01 mm (Kurnia et al., 2015). Mikrometer sekrup terdiri atas dua bagian, yaitu poros tetap dan poros ulir. Skala panjang yang terdapat pada poros tetap merupakan skala utama, sedangkan skala panjang yang terdapat pada poros ulir merupakan skala nonius. Skala utama mikrometer sekrup mempunyai skala dalam mm dan bagian pada skala nonius mempunyai nilai 0,01 mm. Jenis mikrometer yang praktis dan banyak digunakan adalah jenis mikkometer digital yang hasil pengukurannya dapat dengan mudah dilihat di layar digital.

Gambar 2.13 Mikrometer Digital (https://www.monotaro.id/corp_id/p10151561.html)

2.10.2.2 Pengujian Derajat Swelling Film Kitosan-PEO

Sifat fisis film kitosan-PEO yang sangat penting untuk diuji untuk dapat diaplikasikan sebagai sensor kelembaban udara adalah kapasitas penyerapan air film kitosan. Hal ini penting untuk dilakukan karna film kitosan memiliki sifat penyerapan air yang baik yang akan mempengaruhi sifat penginderaan film kitosan saat berinteraksi dengan molekul uap air saat melakukan pendeteksian.

Kapasitas penyerapan air film kitosan dilakukan dengan mengukur air yang diserap oleh film kitosan sebagai fungsi waktu. Kemuadian air yang diserap dihitung sebagai sweeling ratio (SR). Sweeling ratio atau derajat swelling adalah perbandingan perbandingan air yang diserap film terhadap berat keringnya. Perhitungan swelling ratio (SR) dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut:

SR = ^Ws−Wd

Wd (2.1)

Dengan SR merupakan swelling ratio, Ws merupakan Berat film kitosan setelah menyerap air (g), dan Wd merupakan Berat kering film kitosan (g).

2.10.3 Pengujian Sifat Penginderaan Film Kitosan-PEO sebagai Sensor Kelembaban Udara

Sifat-sifat penginderaan film kitosan-PEO yang akan diuji dalam pengaplikasian film kitosan sebagai bahan sensor kelembaban udara adalah respon dan perulangan, linearitas, stabilitas dan umur hidup.

2.10.3.1 Pengujian Respon

Respon sensor dapat diartikan sebagai kemampuan sensor untuk membedakan suatu materi atau isi yang dipaparkan kepadanya (Nasution et al., 2013). Respon sensor pada umumnya selalu dikaitkan dengan pengulangan sensor, dimana pengulangan (Repeatabilitas) sensor dapat diartikan sebagai kemampuan sensor untuk mencapai nilai yang sama saat sensor yang sama dipaparkan kembali dengan suatu unsur atau materi yang sama (Mustaffa et al., 2014). Pada pengujian ini film kitosan akan di kondisikan pada tingkat kelembaban yang di kondiksikan pada tingkat kelembaban udara basah dan kering secara berulang dalam rentang waktu yang telah

ditentukan. Untuk dapat melakukan pengujian ini maka digunakan mesin pendingin model KT-2000Ahu yang memiliki ruang pengujian yang dapat diatur kondisi kelembaban dan suhu udaranya pada tingkat kelembaban yang diinginkan.

Gambar 2.14 Bagian-Bagian Mesin Pendingin KT-2000Ahu

Mesin pendingin KT-20000 Ahu merupakan jenis mesin pendingin yang memiliki ruang uji yang dapat diatur suhu dan tingkat kelembaban udara didalamnya.

Mesin pendingin ini terdiri dari beberapa bagian diantaranya seperti ditunjukan pada gambar 2.14. Setiap bagian-bagian ini memiliki fungsi-fungsi yang ditunjukan pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Bagian-Bagian Mesin Pendingin KT-200 Ahu dan Fungsinya

Kode Nama Bagian Fungsi

1 Tampilan LCD tingkat kelembaban dan suhu aktual di ruang pengujian

Berfungsi untuk melihat kondisi suhu dan kelembaban udara di ruang pengujian

2 Evaporator Berfungsi mengalirkan udara panas atau dingin serta kering untuk mengatur kondisi di dalam ruang uji

1

3

5 6

7 8

2

4

3 Kotak penyimpan air panas Berfungsi untuk ruang pengadaan dan penyimpanan air panas yang digunakan untuk menaikan suhu didalam ruangan uji

4 Ruang pengujian Berfungsi untuk pengujian sifat listrik film kitosan sebagai sensor kelembaban udara

5 Kotak Humidifier Berfungsi untuk menghasilkan uap air untuk meningkatkan kelembaban udara didalam ruang pengujian 6 Kotak penyimpanan air dingin Berfungsi untuk ruang pengadaan

dan penyimpanan air dingin yang digunakan untuk menurunkan suhu di dalam ruangan uji

7 Evaporator Berfungsi sebagai pengevavorator

dalam siklus mesin pendingin

8 Kompresor Berfungsi untuk menghisap,

mendorong dan mengatur tekanan di dalam mesin pendingin

2.10.3.2 Pengujian Linearitas dan Sensitivitas

Linearitas sensor merupakan sifat penginderaan sensor yang menunjukkan keberbanding lurusan suatu nilai besaran fisis yang dideteksi dengan sinyal keluaran bahan sensor. Linearitas pada umumnya dinyatakan dengan koefisien regresi R² yang menyatakan keberbandinglurusan antara sumbu x yang merupakan besaran fisis yang dideteksi dengan sumbu y yang merupakan sinyal keluaran. Nilai linearitas yang baik ditunjukkan dengan nilai R² mendekati nilai 1 (Nasution et al., 2017).

Sensitivitas merupakan bagian dari hubungan antara sinyal input dengan sinyal output. Untuk mengetahui besarnya sensitivitas sebuah sensor dapat dilakukan penurunan terhadap fungsi transfer sensor. Fungsi transfer didefinisikan sebagai suatu persamaan matematik yang merepresentasikan hubungan antara input dan output dari sebuah sensor. Fungsi transfer pada sebuah sensor bergantung dari inputnya atau dapat dirumuskan y = f (x), dengan y adalah output dan x adalah inputnya. Pada banyak kasus, fngsi transfer yang dihasilkan adalah linier : y = a+bx dimana a adalah intercept dan b adalah sensitivitas sensor (Fraden, 2003).

Pengujian ini dilakukan dengan menempatkan film pada ruang mesin pendingin KT-2000Ahu yang diatur tingkat kelembaban udaranya pada tingkat 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 90% RH secara bertahap dengan rentang waktu tertentu.

2.10.3.3 Pengujian Stabilitas

Stabilitas adalah kemampuan sensor untuk menghasilkan nilai keluaran atau respon yang sama saat melakukan pengukuran yang sama selama periode waktu tertentu. Stabilitas sensor juga dapat diartikan sebagai kemampuan sensor untuk dapat secara konsisten memberikan nilai respon yang sama tanpa dipengaruhi oleh kondisi lingkungan sekitar (Nasution et all, 2013). Stabilitas film kitosan sebagai sensor kelembabanudara pada penelitian diuji dengan melakukan pengujian pada mesin pendingin KT-2000Ahu yang diatur kelembabannya mulai dari 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 90% secara konstan dalam waktu yang lama pada setiap variasinya.

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitian

Penelitian “Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Polietillen Oksida) Sensor Kelembaban Udara“ dalam penelitian ini dilakukan dalam dua bagian kajian yaitu kajian secara teori dan kajian secara eksperimen. Kajian secara teoritis mencakup studi pustaka yang sumber-sumber pustakanya berupa jurnal-jurnal internasional yang bersumber dari situs penyedia jurnal Science Direct, IOP Conference Series dan dengan tujuan untuk mengumpulkan referensi jurnal terkait. Sedangkan kajian secara eksperimen dibagi menjadi tiga bagian kegiatan yaitu preparasi, pengujian dan karakterisasi sampel. Kajian eksperimental dalam penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Sumatera Utara. Adapun tujuan kegiatan dimasing-masing tempat penelitian ditunjukkan oleh tabel 3.1 sebagai berikut:

Tabel 3.1 Daftar Penggunaan Laboratorium dan Peralatan yang Digunakan pada Kegiatam Penelitian

Laboratorium Tujuan Alat

Laboratorium Terpadu Universitas Sumatera Utara

Preparasi Sampel Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO

- Gelas-gelas Kimia

- Neraca Digital - Magnetic Stirrer

Karakterisasi Larutan Kitosan dan Kitosan- PEO

- pH Meter Digital

Fabrikasi Film Kitosan dan Kitosan-PEO

- Vacuum Oven

Karakterisasi Sifat Listrik Film Kitosan dan Kitosan-PEO

- KT-2000 AHU

Laboratorium

Penelitian Universiti Sains Malaysia

PT Multi Teknindo Infotronika Jakarta

Karakterisasi Gugus Kimia Film Kitosan dan Kitosan-PEO

Karakterisasi Morfologi Film Kitosan dan Kitosan-PEO

- FT-IR

- SEM

3.1.2 Waktu Penelitian

Pembuatan dan karakterisasi film kitosan dan kitosan-PEO hingga menjadi material pendeteksi tingkat kelembaban udara dilakukan selama lima bulan yang dimulai dari Februari sampai Juni 2019.

3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian 3.2.1 Peralatan Penelitian

Peralatan-peralatan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan peralatan- peralatan laboratorium yang dirangkum dalam Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Peralatan untuk Pembuatan Sampel Larutan Kitosan dan Larutan Kitosan-PEO

Peralatan Pembuatan Larutan Kitosan dan Kiotsan-PEO

No Nama Alat Fungsi

1 Gelas-gelas Kimia Seperangkat wadah untuk membuat larutan 2 Pipet Tetes Panjang Alat untuk memindahkan larutan

3 Neraca Digital Alat untuk menimbang massa bahan

4 Spatula Alat untuk mengambil bahan

5 Magnetic Stirrer Alat pengaduk larutan

Tabel 3.3. Peralatan Fabrikasi Film Kitosan dan Kitosan-PEO Peralatan Fabrikasi Kitosan dan Kitosan-PEO

No Nama Alat Fungsi

1 Vacuum Oven Alat pengering larutan kitosan dan kitosan-PEO menjadi sensor kitosan dan kitosan-PEO

2 Cetakan Film Wadah cetakan film kitosan dan kitosan-PEO

Tabel 3.4. Peralatan Uji Sensor Kitosan dan Kitosan-PEO Sebagai Material Sensor Pendeteksi Kelembaban Udara

Peralatan Uji Sensor Kitosan dan Kitosan-PEO Sebagai Material Pendeteksi Kelembaban Udara

No Nama Alat Fungsi

1 Testing Chamber Tempat uji respon sensor film kitosan dan kitosan- PEO terhadap uap air

2 Mesin Pendingin KT-2000 Ahu

Tempat uji respon sensor film kitosan dan kitosan- PEO terhdap tingkat kelembaban udara

3.2.2 Bahan Penelitian

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini dirangkum dalam tabel 3.5 sebagai berikut.

Tabel 3.5 Bahan-bahan yang Digunakan dalam Penelitian

No Nama Bahan Karakteristik Sumber Penyedia

(Supplier) Fungsi

1

2

Serbuk Kitosan

Serbuk Polietilen Oksida (PEO)

Medium Molecullar Weight (Tingkat destilasi <85%)

300.000 Molecular Weight

Sigma Aldrich Chemical

SigmaAldrich Chemical

Bahan Kerja

Bahan Kerja

3 Asam Asetat Glacial (99.99%) EMD Milipore Bahan Pelarut Kitosan dan PEO

4 Aquades Deionized Water Rudang Djaya Bahan pengencer Asam Asetat

5 PCB High Great Nanotech Substrat

3.3 Variabel dan Parameter Penelitian 3.3.1 Variabel Penelitian

Adapun konsentrasi penambahan PEO yang divariasikan dalam penelitian ini adalah: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5 %w/v.

3.3.2 Parameter Penelitian

Adapun parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. pH larutan

2. Mikrostruktur film 3. Gugus fungsi film

4. Sifat elektrik film : konduktivitas listrik 5. Sifat fisis film: ketebalan dan derajat swelling

6. Sifat penginderaan: respon dan perulangan, sensitivitas, linearitas, dan stabilitas

3.4 Diagram Alir Penelitian

Secara keseluruhan pelaksanaan penelitian didasarkan pada rancangan penelitian yang diuraikan pada skema berikut ini.

Teknik Deposisi Film

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

3.4.1 Pembuatan dan Karakterisasi Larutan Kitosan dan Kitosan-PEO

Pembuatan larutan homogen kitosan mengacu pada penelitian (Nasution et al., 2017) dengan melarutkan 3 g dilarutkan ke dalam 100 mL asam asetat konsentrasi 2%

(v/v) untuk memperoleh larutan kitosan dengan konsentrasi 3%. Serbuk kitosan dilarutkan dalam asam asetat dengan melakukan pengadukan menggunakan magnetik stirer dengan kecepatan pengadukan sebesar 300 rpm. Proses pengadukan ini dilakukan selama 24 jam pada suhu kamar. Sedangkan untuk membuat larutan homogen kitosan yang ditambah dengan PEO dilakukan dengan menambahkan serbuk

Peningkatan Sifat Elektrik dan Penginderaan Film Kitosan dengan Penambahan PEO (Penambahan Polietilen Oksida) Sebagai Sensor

Kelembaban Udara

Eksperimen Studi Pustaka

Kitosan (Chitosan)

Teknologi Sensor

Kelembaban Udara dan Sensor Kelembaban Udara

Pembuatan dan Karakterisasi Larutan Kitosan dan Kitosan- PEO: (pH)

Fabrikasi Film Kitosan dan Kitosan-PEO

Pengujian Sifat Elektrik, Fisis dan Penginderaan Film Kitosan dan Kitosan-PEO Karakterisasi Morfologi Permukaan dan Gugus Aktif Kimia

Analisa Data Metode Solution Casting

Polietilen Oksida