2.1 Koloid
2.1.1 Defenisi Partikel Nano Dan Koloid
Nanopartikel (NP) atau koloid didefinisikan sebagai partikel dengan diameter lebih kecil dari 100 nm, semakin banyak digunakan dalam aplikasi yang berbeda, termasuk sistem pembawa obat dan untuk melewati hambatan organ seperti darah-otak penghalang. Karena sifat unik mereka nanocrystals (titik kuantum) dan nanopartikel lainnya (koloid emas, nanobars, dendrimers dan nanoshells) telah menerima banyak perhatian untuk menggunakan potensi dalam Therapeutics, Bioengineering dan penemuan obat terapi. Dalam ulasan ini potensi penggunaan nanocrystals ini dan Nanopartikel di berbagai bidang penting telah dibahas. Sifat khusus dari nanopartikel ini mungkin menawarkan kemajuan baru dalam
penemuan obat. (Abhilash. M, 2010)
Material atau struktur yang mempunyai ukuran nano akan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dari material realnya. Karakteristik spesifik dari nanopartikel tersebut bergantung pada ukuran, distribusi, morfologi, dan fasanya. (Tadros, T.F, 2005). Pada dasarnya, nanopartikel dapat dibagi menjadi dua yaitu nanokristal dan nanocarrier. Nanocarrier memiliki berbagai macam seperti nanotube, liposom, nanopartikel lipid padat (solid lipid nanopartikel/SLN), misel, dendrimer, nanopartikel polimerik dan lain-lain. (Rawat, M., D. Singh, & S. Saraf, 2006).
2.1.2 Defenisi Laser
laser gas adalah laser He-Ne dan Laser CO2. Laser Dye dan laser dioda masing-masing adalah contoh laser zat cair dan semikonduktor. (E. Hecht,1987)
2.1.3 Sifat-Sifat Laser
Sifat cahaya laser dicirikan oleh monokromatik, koheren, terarah dan brightness. 1. Monokromatis artinya hanya satu frekuensi yang dipancarkan. Sifat ini
diakibatkan oleh hanya satu frekuensi yang dikuatkan dan susunan dua cermin yang membentuk cavity-resonant sehingga osilasi hanya terjadi pada frekuensi yang sesuai dengan frekuensi cavity.
2. Laser memiliki sifat coherent, yaitu seperti perambatan cahaya yang sejajar, massif, warna tunggal (monochromatic), yang berbeda dengan cahaya pendar polikromatik yang biasa dikenal sehari hari yang berasal dari matahari, api,lampu dan sebagainya.(Endel Uiga,1995)
3. Keterarahan (Directionality)
Merupakan konsekuensi langsung ditempatkannya bahan aktif dalam cavity resonant, dimana hanya gelombang yang merambat dalam arah yang tegak lurus terhadap cermin-cermin yang dapat dipertahankan dalam cavity.
4. Brightness (Kecemerlangan)
Brightness suatu sumber cahaya didefinisikan sebagai daya yang dipancarkan persatuan luas permukaan persatuan sudut ruang.
2.2 Penelitian Awal Terkait Pengukuran Ukuran Partikel Nano Berdasarkan Plasma Laser
memotong eksitasi laser. Emission intensitas tergantung pada ukuran polystyrene. Diukur intensitas untuk partikel tertentu diameter yang bervariasi, namun, nilai rata-rata dari intensitas tergantung pada diameter partikel. (Nakamura,1991).
2.3 Pengembangan Teknik LIBD Dengan Metode Optik
Laser-induced breakdown deteksi (LIBD) adalah salah satu teknik yang paling sensitif dikembangkan sejauh ini untuk mengukur ukuran nanopartikel dalam kisaran 10-1000 nm dan konsentrasinya di kisaran 1 ng / L (ppt) untuk mg / L (ppm). LIBD dapat diterapkan dalam pengukuran tanpa perlu menggunakan teknik kromatografi untuk pembentukan partikel monitoring dan partikel agregasi. Hal ini juga diketahui bahwa energi radiasi laser dan profil balok sangat terkait dengan kinerja LIBD.
Secara umum, sensitivitas yang lebih tinggi diperlukan untuk mengukur ukuran partikel yang lebih kecil, diperoleh dengan menggunakan laser dengan energi pulsa yang lebih tinggi, dan lebih kecil dari ambang kerusakan air. Metode LIBD dalam penentuan ukuran nanopartikel digunakan deteksi optik dua dimensi untuk peristiwa induksi plasma laser. Pertama kalinya para peneliti mengukur posisi yang tepat dari plasma induksi laser untuk setiap peristiwa pemecahan dengan menggunakan monokrom yang dibebankan-coupled device (CCD) kamera.(Bundschuh, 2000)
2.4 Contoh Penerapan LIBD
2.4.1 Deteksi Koloid ThO2oleh LIBD
Gambar 2.1 grafikBD ProbabilityThO2danPolystyrene, Al2O3,SiO2terhadap Particle Number Density.
Hasil normalisasi breakdown probabilitas untuk koloid dari bahan yang berbeda dibandingkan sebagai fungsi kepadatan jumlah partikel. Pergeseran kurva untuk berbagai bahan koloid karena perbedaan sifat dielektrik bahan. Tidak ada perbedaan yang diamati antara thoriasol dan polystyrene partikel. Hal ini didapat hasil bahwa dasar kalibrasi LIBD dibuat dengan partikel polystyrene dapat langsung digunakan untuk Studi pembentukan aktinida koloid disebabkan oleh hidrolisis dan polynucleation.( T. Bundschuh, 2000)
2.4.2 Deteksi Koloid Dengan Media Analisa Nano Partikel
Gambar 2.2 Grafikquantification method nano Particleterhadapsize/m.
Energi sinar laser terfokus ke dalam sampel air diatur sedemikian rupa sehingga hanya ada kerusakan disebabkan air ultra-murni sebagai dispersi agen, sedangkan pembentukan plasma dapat berlangsung pada partikel padat. Dengan demikian, plasma dihasilkan secara selektif pada partikel koloid; emisi cahaya terkait terdeteksi dengan menggunakan mikroskop / kamera Sistem. Informasi tentang ukuran partikel dapat diperoleh dari distribusi spasial breakdown peristiwa di daerah fokus. Distribusi ini tidak tergantung konsentrasi partikel dan dengan meningkatnya diameter partikel. (Bundschuh, 2005).
2.4.3 Deteksi Keberadaan Koloid Menggunakan LIBD
LIBD dapat menentukan berbagai ukuran koloid, yaitu 10-1000 nm. LIBD yang paling cocok untuk pemeriksaan perubahan populasi partikel (keduanya dikenal dan sampel yang tidak diketahui), dan untuk karakterisasi koloid. LIBD digunakan sebagai detektor partikel yang sangat sensitif, baik dalam kombinasi dengan teknik fraksinasi atau sebagai detektor ambang batas yang memicu batas partikel tertentu dalam fasa cair. (Koster, 2007).
2.4.4 Menganalisis Partikel Ultrafine Dalam Cairan
LIBD dapat digunakan untuk menganalisis partikel ultrafine dalam cairan, kerusakan partikel ultrafine yang disebabkan oleh radiasi dari sinar laser berdenyut terfokus. plasmadynamic dari plasma undarwater dihasilkan oleh pemecahan laser partikel polystyrene tunggal dalam observasi dalam cairan. penguat plasmadynamic menganalisis partikel ultrafine dalam cairan tergantung intensitas ukuran partikel polystyrene.
2.4.5 Deteksi Partikel Nano Di Dalam Air Minum
2.5 Pengolahan Gambar 2.5.1 Deskripsi Gambar
Citra atau Image merupakan istilah lain dari gambar, yang merupakan informasi berbentuk visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi. Ada sebuah peribahasa yang berbunyi “sebuah gambar bermakna lebih dari seribu kata ” a picture is more than a
thousand words” Maksudnya tentu sebuah gambar dapat memberikan informasi
yang lebih banyak daripada informasi tersebut disajikan dalam bentuk kata-kata Secara harafiah, citra atau image adalah gambar pada bidang dwimatra (dua dimensi).
Ditinjau dari sudut pandang matematis, citra merupakan fungsi continue dari intensitas cahaya pada bidang dwimatra. Sumber cahaya menerangi objek, objek memantulkan kembali sebagian dari berkas cahaya tersebut. Pantulan cahaya ini ditangkap oleh oleh alat-alat optik, misalnya mata pada manusia, kamera, scanner dan sebagainya, sehingga bayangan objek yang disebut citra tersebut terekam. Citra sebagai keluaran dari suatu sistem perekaman data dapat bersifat Optik berupa foto, Analog berupa sinyal video seperti gambar pada monitor televise serta Digital yang dapat langsung di simpan pada media penyimpan magnetic.
Format penyimpanan citra digital sangat beragam. Namun format penyimpanan yang digunakan dalam sistem ini adalah bmp (bitmap) berekstensi bmp.diantara keuntungan bmp yang utama adalah sesuai untuk aplikasi yang luas dan tidak tergantung pada arsitektur komputer, system operasi, dan grafik perangkat keras dan juga dapat menangani citra hitam-putih, gray scale dan citra warna dengan baik. Struktur file untuk format bmp terdiri atas empat level hirarki. Level-level dari tertinggi ke arah yang terendah adalah header file, info header, optional palette, imagedata.
2.5.2 Pengolahan Sinyal Analog Gambar Menjadi Sinyal Digital
gambar dapat berupa gambar atau sejumlah karakteristik atau parameter yang berkaitan dengan gambar. Kebanyakan gambarteknik pemrosesan melibatkan atau memperlakukan foto sebagai dimensi dua sinyal dan menerapkan standar-teknik pemrosesan sinyal untuk itu, biasanya hal tersebut mengacu pada pengolahan gambar digital,tetapi dapat juga digunakan untuk optik dan pengolahan gambar analog. Akuisisi gambar atau yang menghasilkan gambar input di tempat pertama disebut sebagai pencitraan. Pengolahan citra merupakan proses pengolahan dan analisis citra yang banyak melibatkan persepsi visual. Proses ini mempunyai ciri data masukan dan informasi keluaran yang berbentuk citra. Istilah pengolahan citra digital secara umum didefinisikan sebagai pemrosesan citra dua dimensi dengan komputer.Dalam definisi yang lebih luas, pengolahan citra digital juga mencakup semua data dua dimensi.
Citra digital adalah barisan bilangan nyata maupun kompleks yang diwakili oleh bitbittertentu. Umumnya citra digital berbentuk persegi panjang atau bujur sangkar (pada beberapa system pencitraan ada pula yang berbentuk segienam) yang memiliki lebar dan tinggi tertentu.Ukuran ini biasanya dinyatakan dalam banyaknya titik atau piksel sehingga ukuran citra selalu bernilai bulat. Setiap titik memiliki koordinat sesuai posisinya dalam citra. Koordinat ini biasanya dinyatakan dalam bilangan bulat positif, yang dapat dimulai dari 0 atau 1 tergantung pada sistem yang digunakan.Setiap titik juga memiliki nilai berupa angka digital yang merepresentasikan informasi yang diwakili oleh titik tersebut.(Wahidun, 2014)
2.6 Bahasa Pemograman MATLAB 2.6.1 Definisi Pemograman MATLAB
2.6.2 Matriks
Dapat diasumsikan bahwa didalam matlab setiap data akan disimpan dalam bentuk matriks. Dalam membuat suatu data matriks pada matlab, setiap isi data harus dimulai dari kurung siku ‘[‘ dan diakhiri dengan kurung siku tutup ‘]’.
Untuk membuat variabel dengan data yang terdiri beberapa baris, gunakan tanda ‘titik koma’ (;) untuk memisahkan data tiap barisnya.
Matlab menyediakan beberapa fungsi yang dapat kita gunakan untuk menghasilkan bentuk-bentuk matriks yang diinginkan. Fungsi-fungsi tersebut antara lain untuk membuat matriks yang semua datanya bernilai 0 (Zeros), matriks yang semua datanya bernilai 1 (Ones), matriks dengan data random dengan menggunakan distribusi uniform (Rand), matris dengan data random dengan menggunakan distribusi normal (Randn), untuk menghasilkan matriks identitas (Eye).( Gunaidi Abdia Away, 2006)
2.6.3 M File
Di dalam matlab, kita dapat menyimpan semua script yang akan digunakan dalam file pada matlab dengan ekstensi M-File dapat dipanggil dengan memilih menu file->new->M-File.Fungsi M-file harus mengikuti beberapa aturan dan sejumlah sifat penting. Aturan-aturan dan sifat-sifat tersebut meliputi nama fungsi dan nama file harus identik misalnya anda membuat fungsi dengan nama pangkat maka anda memberi nama M-file anda pangkat juga. Baris komentar sampai dengan baris bukan komentar yang pertama adalah teks help yang ditampilkan jika anda meminta help dari fungsi yang anda buat.
output. Dalam praktek, variabel-variabel nargout dan nargin biasanya digunakan untuk mengeset variabel input standar dan menentukan variable output yang diperlukan user. Di dalam M-File, kita dapat menyimpan semua perintah dan menjalankan dengan menekan tombol atau mengetikan nama M-File yang kita buat pada command window.
2.6.7 Lingkungan Kerja MATLAB
Beberapa bagian dari window matlab diantaranya yaitu: a. Current Directory
Window ini menampilkan isi dari direktori kerja saat menggunakan matlab. Kita dapat mengganti direktori ini sesuai dengan tempat direktori kerja yang diinginkan. Default dari alamat direktori berada dalam folder works tempat program files Matlab berada.
b. Command History
Window ini berfungsi untuk menyimpan perintah-perintah apa saja yang sebelumnya dilakukan oleh pengguna terhadap matlab.
c. Command Window
Window ini adalah window utama dari Matlab. Disini adalah tempat untuk menjalankan fungsi, mendeklarasikan variable, menjalankan proses-proses , serta melihat isi variable.
d. Workspace
Workspace berfungsi untuk menampilkan seluruh variabel-variabel yang sedang aktif pada saat pemakaian matlab. Apabila variabel berupa data matriks berukuran besar maka user dapat melihat isi dari seluruh data dengan melakukan double klik pada variabel tersebut. Matlab secara otomatis akan menampilkan window “array editor” yang berisikan data pada setiap variabel yang dipilih user.
Gambar 2.3 Window Utama Matlab Keterangan :
a. Current Folder–untuk mengakses file-file pada direktori saat ini. b. Command Window–untuk menuliskan perintah (sintak program).
c. Workspace – untuk mengeksplorasi data yang dibuat atau diimport dari file lain.
d. Command History – untuk melihat atau menjalankan kembali perintah yang pernah dimasukkan sebelumnya padacommand line.
Gambar 2.4 Tampilan GUI untuk Pengambilan Citra Digital
Fungsi untuk melakukan pengambilan file citra digunakan perintah uigetfile yang akan menampilkan jendela pembuka file serta digunakan argumen untuk memfilter tipe file yatu bmp, jpeg atau semua file. Citra digital yang telah diambil, maka akan diolah agar memiliki intensitas citra yang lebih baik. Beberapa metode yang digunakan untuk melakukan perbaikan intensitas citra adalah ekualisasi histogram, penapisan derau dan pendeteksian tepi. Histogram citra merupakan grafik yang mewakili frekuensi kemunculan relatif dari nilai piksel suatu citra. Dengan teknik pemodelan histogram dapat memodfikasi citra sesuai dengan bentuk histogram yang diinginkan. Penggunaan dari histogram ini dapat melebarkan kontras pada citra leve kontras rendah, sehingga dapat ditentukan kekurangan kontrasnya.
2.7 Pembuatan GUI Dengan Matlab
konsep Pemrograman Berbasis Objek(PBO). Setiap komponen diartikan sebagai objek yang dapat diberikan pekerjaan maupun melakukan pekerjaan tertentu. Selain itu, setiap objek dalam PBO pasti memiliki property untuk berinteraksi dengan objek lainya. Dalam konteks pemrograman matlab sendiri, setiap objek tersebut memiliki hierarki objek yang dijabarkan dalam konsepparent-children.
Sintak umum menggunakan objek dalam pemrograman matlab adalah sebagai berikut :
ObjHandle = Objek ([Property Objek], [Property Value] );
Matlab mengimplementasikan GUI sebagai sebuah figure yang berbagai style objek control user interface (uicontrol). Selanjutnya, kita harus memprogram masing-masing objek agar dapat bekerja ketika diaktifkan oleh user. Ada dua hal mendasar yang harus dikarjakan untuk membuat aplikasi GUI, yaitu
a. Mengatur layout komponen GUI denganuicontrol.
b. Memprogram komponen GUI agar dapat bekerja seperti yang diharapkan. GUIDE merupakan himpunan tool layout. GUIDE menghasilkan pula suatu m-file yang berisi kode program untuk menangani inisialisasi dan menjalankan GUI. Kemudian m-file menyediakan suatu kerangka untuk implementasi callback, yaitu fungsi yang bekerja ketika para user mengaktifkan suatu komponen didalam GUI.
2.8 Pengaturan Layout Komponen GUI
2.8.1 Pemograman Komponen GUI
M-file yang telah dibuat pada langkah diatas akan otomatis terbuka dan kita harus memprogramnya agar komponen dapat bekerja secara simultan. Jika kita tidak dalam posisi kali pertama menyimpan *.fig, maka harus membuka sendirim-file. Untuk membuat program pada m-file kita cukup memperhatikan fungsi-fungsi matlabbertanda callback dimana perintah disisipkan. Jadi secara sederhana sebuah GUI matlab dapat dibentuk oleh dua buah file, yaitu file(*.fig) dan file (m-file) .
Gambar 2.5 Diagram GUI Sederhana.
Walaupun kita dapat menulis suatu m-file yang berisi semua perintah layout suatu GUI dengan menggunakan script, akan tetapi lebih mudah jika kita menggunakan GUIDE untuk mengatur komponen GUI secara interaktif, hasilnya adalah dua file GUI , yaitu :
1. File berekstensi FIG (*.fig) merupakan file figure yang berisi deskripsi figure sebuah GUI dan semua komponen turunanya (uicontrol dan axes), seperti nilai-nilai objek yang dapat ditentukan melalui sebuahproperty.
2. File berekstensi M (*.m) merupakan file kode yang berisi fungsi matlab, control GUI dan callback yang didefinisikan sebagai sebuah subfungsi. M-file tidak berisi kode layout uicontrol karena informasi tentang kode disimpan dalam sebuah file figure.
2.8.2 Komponen GUIDE
tersedia pada editor figure. Banyak sekali control user interface yang ada pada matlab, yaitu :
a. static text f. slider
b. list box g. radio button c. popup menu h. axes
d. push button i. toggle button e. edit text j. check boxes
Gambar 2.6 Komponen Gui Control a. Static Text
Kontrol ini akan menghasilkan teks bersifat statis, sehingga user tidak dapat melakukan perubahan padanya. Pada kontrol ini kita dapat mengatur teks dengan beberapa fasilitas, antara lain jenis dan ukuran font dan lainya.
b. Push Button
Sebuah pushbutton merupakan jenis control berupa tombol tekan yang akan menghasilkan sebuah tindakan jika diklik, misalnya tombol OK, CANCEL dan lainya. Untuk menampilkan tulisan yang berada dipushbutton kita dapat mengatur melalui inspector property dengan mengklik objek pushbutton pada figure, lalu mengklik toolbar property selanjutnya isilah tab string dengan label yang kita inginkan, misalnyaOKatauCANCEL
c. Toggle Button
posisi semula. Sebaliknya, padatoggle buttontombol tidak akan kembali ke posisi semula kecuali kita menekanya kembali.
d. Radio Button
Pada radio button, kita hanya dapat memilih atau menandai satu pilihan dari beebrapa pilihan yang ada, misalnya ketika kita ingin membuat suatu menu yang berisi banyak pilihan seperti konversi suhu, konversi uang, pemilihan program dan lainya.
e. Check Box
Kontrol ini menghasilkan suatu tindakan ketika diklik, yaitu berupa tanda. Checkbox juga berguna jika kita ingin menyediakan sejumlah pilihan mandiri yang tidak bergantung pada pilihan lainya.
f. Edit Text
Kontrol ini merupakan sebuah tempat yang memungkinkan kita memasukan atau memodifikasi teks. String propertyberisi teks yang akan dimunculkan pada kotak edit teks, yang bermanfaat untuk menginputkan suatu data darikeyboard.
g. Slider
Slider merupakan komponen GUI yang dapat bergeser secara horizontal maupun vertical. Berbeda dengan bahas program lainya, yang memiliki scroll horizontal dan vertical secara terpisah. Slider digunakan jika kita menginginkan inputan yang tidak dilakukan lewatkeyboard.
h. Listbox
Kontrol ini menampilkan semua daftar item yang terdapat pada string property danmembuat kita dapat memilih satu atau lebih item yang ada.
i. Popup menu
Kontrol ini membuka tampilan daftar pilihan yang didefinisikan pada string property ketika kita mengklik tanda panah pada aplikasi. Ketika tidak di buka popup menu hanya menampilkan satu item, item pertama pada string diberi nilai 1 dan berikutnya bernilai 2 dan seterusnya.
j. Axes
