Pembuatan Film Tipis Secara Elektrokimia Untuk Aplikasi Elktrokromik - Synthesis Of Thin Film Electrochemically For Electrochromec Application.

L A P O R A H F € t i E L I T I A F T

P I ii4 3i-i AT A i*i Fl i.-

n,{ TIPIS S ECARA E LEKT RO Ki i'/liA

Li i,iT U F<:

A.P

LliiASl EL E!{T ROt{ RSwitli

Oh."h:

TUTI

'{R-FATI

DEIMEi€ TJAHYAT,iA SUALAH

D I E I A Y A I O L E H P R O \ E K P E t ' l G l ' " A " ' i A t { D ' A I ' J P E N E L I T U i ' { lll,llJ PEi,iG ETAI{UAi{ TERAPA,I'I

SESUAI DENGAhI

S UFAT P E R JAN i IAN P E l-AX SAt{AAl{ P E N E L iT tAi i N G .,r55iP 2 lPTi'DPPfr{'L ITMUDiVT'1 u I 7

TANGG.4j ?(t l"fEI 199?

DIREKTOFiAT PEtr,laii.iAlrl,l FENCL|TiAii DA,'{ FINGAEDIAi'I KEPADAIY'KSYAR/{{AT D iR EKNJR JENDRAL PENDIDIKAI{ TING G I

DE PAF TElvtEt't PEI{D lD l'r(Ai'i DFd{ K E B U DAYAAJ'I

!:Axtti.r-Ali R,IiTE'\.{,,ITIKA f}AN II-1,\'R''- PEi\iGE'f AI{t-fA}i AI-l.Bl UN n'T'R SIT rtfi P ADJTTDJARAN

i-,bif IBAR IilEFfTiTA.S FAft ilEii 11 ES*fiAtr I."!FilRAl{.'tEiTIrRL}$iitrff T'L,itJF:-i j-ir..i:.ITI1,__f r,t},:,

fAilI_iN ..inGc,{itAi}i I iiyr,, I 9Ji*

I " e. .f l I ! ){ll, I'F:l'li''.}.lT:[Aio]

!:. Iilii,'\}r'e P !-"-h;]1i..n1-L\N

c. t,at;,lgt::-t

: .l' iih{! } { IA'-l IAH L iLl,ll,.I' I .! i} | li 1:ll ir, I All ;t El_Ll:'i}.Lrij]ft {iA1,r j\i' j-r,t}'lAi--!_11.:,,\s1 El-blil.Rt ti'Rr)iu;ji,.

: !-,';J llm:r'

: ! , / ! l J l l l

i. i:E:iTA pE]\tELITi

a i\anra lenuL:rp h'. Jaliis lielaniirr

1:. f allgir-4r (js i..rj ai_' al arrri\i-i, rj. i ai.;ii*"ui Fi;iig* i oriai *. i:elni! t*s.r.hiitrs*ii f. iinir.ersiias

: Dl'e- Ti:ti ,u'r':i;i .l;.'lit.'il. ;'ui), ; l-.'i'

: llstraiariii-ci t -r= i.i i -l i.l b' : Lei,lor h'lu,-ia

. l',fiP,\,,Tisi!.ri : Pari!adja;-::n

_g, _{l3lrilrigljnli_v3{-{g3!!*ilt1* ____ _.Jif ili4}illi1ir1i--r;iliti1r} riaii Hi,.,k1i.iiiika i- iii.ft/il-.{l{ lll$,f FmlELfff _{: l iDua.r oi'alr:}

i' iolL*si FENeu{:gr'l:--

---'---

,-L"b. ti-l. drur

irtr,i,ri

;i,f

^rrtirir.ii-}11,iln.,r.

at$r"I

Ji. Ra'.'a B.l.r::r.!r.uit ji.iitri:iJ:"uig f-It : i

S-if 'J,. AsLl..lii'ji-Unr,f i.^. r^.

a liaina iirrtarrsr I;. Aiuii#

f,. .|;!li{"i,liA I'i',{J.-.T{l lii}Jitl,l'i:lAh : 1{} if.ieprrlrrh'; liiri:i,r '/. JJta';a,.:zuig dipcrlr.tl,lan _{: Rp 5.ritlr).(]rl).{'xl} _ ___i.L,!ry1,iltta Rrrprairi

J:tlitt:.i;i:1'-'i'. 1l l,.l.,i ii:i; ; j 993 l.tiita i a i jl-cr-v.'i.' irr,iic I il tirn.

'

i , / . z t , i , , t

-Dr;r. -ir,tii Ar'-:rti Dr-:men. ir{,'j N I P . i 3 i 4 i i 1 , 1 9

I'Ic.*gvird*ii : liekair Jiainriias &.la

.ryg*#"hq

Kelua Lembaga Pene i iiian

[ve-r's!tas P ailj a;ij a'rur

Rinskasan

PEIMR{ _{IA TA!{, !TLn{ T IPIS ti E C;t RA ELE KTR O Krn'tJA. trN TU K A p I_J Kts r}

I,; i,E Lft{ {.i KIi (.i ft tl}i

obh :TafrAryatt Denwt,$ah.7arw _{Saafury Febraart lggg}

Jurusffi }-isiKa EMIPA U}.IPAD, No. : O55IP2IPT/DPM/LITMUD/199?

Polimilin meryuyai srukfrr elektronik yang berbed4 Variasi shrrkhlr elekbonik ini akan bertaatan dengar elektrohomisitas bahan tersebut. perubahan sbukfir Elekhonik yaqg terjadi akibat perubahan _{kadar dopan yang besar kecilnya} ditentukm oleh nilai anrs eintesis.

Siftt lishik (kon&rl.tivitas) _{polimer kondul-tif Polianilin dapd diahg dengan} mengontrol pa'ameter-prarneter _{proses polimrerisasi secra elel&okimia dengm} metoda galvanosffiik yalt{r konsenhasi elektrolit, anrs sintesis polimerisasi, konsenkasi monomer dm walfrr polimerisasi.

Pembuatm _{film tipis polianilin (PAND yang merprmyai sifat lisbik yaug} mernadai,. mrmcul permesalahaa pertama dalarn p.roses polimerisasi meraeduksn sumber rus konshm yag sesuai, dzn usfiIk rneqgebhui sifd listrik bqhrn maka Fadaproses polimerisasi mengahrr kosenhasi eleklrolit don anx shtesis.

Pada proses polimerisa.si _{elektrokimia dengan meioda galvanostdik proses} doprqg terjadi Ssf,strnaqn _{Polimerisasi sehirga tidak perlu melalorkm proses} dopins tersendiri, polimer yang terbenfr* melekaf pada elektroda (ITO) berbeotuk film tipis Polimilia

KaraLterisasi _{kon&rltivitas filrn (lapisar) tipis Polianilin ymg terbeffik} deng& ctremenguhrpotensial di atra dua titik yang dialiri anrs konstin dengm four point probe. Sehiqgga diperoleh kon&rktivitas film tipis Polianilin yarg oPtimal dm minimal.

Hasil pengujian _{kon&rktivitas ini unhrk mengetahui sifi* bahan polianilin yang} **" ss$qgei bahan kqiian untrk pengembangrn potensi _{rylikasi film poliania}

polianilin secara elelftokimia dengan metoda galvanostatik dengan varia.si kosenlrasi _{elehrolit 0,2 M sanpai dengam 0,4 M dagan kosenhzsi monomer 0,2} M deqgan arus 0,4 miliAnpere selaraa 15 meni[ Sedang[an pembua*an film polianilin vriasi mrs sintesis 0.2 miliAmpa'e sanqrai dengan 0,6 miliArryerc dm kosentasi elekkolit 0.5 M dan kosenhasi monomer 0.4 IU

Pengukuran konduldivitas dilat uka dengan _{alat four point probe dimana dua} titik pada film polianilin diberikan uus ( anrs pensuhran konduktivitas-ls ) 0'2 miliAmpere,0,5 miliAryere dan 1,0 miliAnpere dan 1,4 miliArrpere sehingga diperolah harga konduktivitas trntuk masing-mssing _{fi ln pol ianilin}

Sarryel yzng diperoleh dengan konsent-asi _{eleldrolit antara 0,2 M da 0,S il{} nremitiki pennukaan _{yarg tipis berwuna hijau nruda sedangkan diatas 0,j M} berwarna hijan hra dan permukaan halus.

Iionduldivitrs optimal dicapai sekitar 5 S/cm padakonsenbasi _{eleldrolit 1.2 M} dengan ketebalan Iilrn 20 p:n

I{asil smpel yaog diperoleh dengan _{anrs sintesis 0,2 miliAnpere berwana} hijau muda , tebal 16,ra 5edqngk' 0.3 miliAmpere sampai 0.6 miliAmpere herwuna hijau kebinr-birue deugm l..etebalan _{20usr Hasil data koudrltivitas} per€aruh dri arus sintesis pengularre tersebrf memmjuldcan kon,firldivitas film tipis polianilin optimrm pad- mrs sintesis 0,2 miliAryere dm kondrltivitas minimum padaanu-s siniesis 0,3 miliAqrere.

sLIIrlFf.4,ltY

$11Nt"iiF;,Sli$ ()F'.ft{tlt{ F-!"i.i!t t*;l-,tf(-:'i.Rfi{lilU&Jt{-:Atr,i,YF:{}U" ELEI]'i'ROCIIRON'fi { : AI'PTIL:A'I TON

'Irrt i Arir,ati iirrriten hrrd lj*!r5'*** ,!utl*nr. Ii'el:rltpl']t 1998

Physit:s ilepartirrent Facuiti' Of lr,lipq {inprti, No. tl55lj>3U}'I.jDPPhtI.'1,fl'Mt-tr-}./\./rgi?

i'oliatili,ire iias rjifliireni giectronic r:{nrclr-u'e 'lltis :rln;+tir$ varial;on ltas i'r.liiiirin ti' ili',' ,:i*c(r'iicil'oiulc prrr;,rrirtiei: qrf iir* rlai*r-irrl. ijlecit'cuic sii'ttchu'e chanqi:rq !:,:e,aii:.ir aj'ljrr ciranging cJ-tlre ticping ccnceritliliioi] tiial {lc,1.rir11sl on thc

, , - i , , . - , - i ' . . . - . . ! , . - - ;

- ^ . , ! <t.rt.! .,.J it rt(!t\'.1t.! l,rl{']'?Jlt.

Dletirir:al pro1rer1.ie"* {r:orrluctiviir:i niriir}drr('titrr,.. lroi\.'rn€r', liolvatriline can lr* r'lp.rtlrrir:r! iir., i:*iiir*jiirre rf lkl elqi:il'ci'ilp.llir:;ri s'.,1i*11-s,i:r pa-antrters sttclt :rs poivtnerrzalisll ;rn'pti. lilnunnte:- cr,!l{:enir'1ti ;nn iurci {iura!ir':t nf ihe noitlner-t:aiion

'l'iii'i i a!-r= ,.;(irlr, pl'ctiiern apperi:' itireit st'rrtil+ii2:e iiri;r tiim iiclt'ailiiini' {irAidji el,:clrccli:-,;lrea!ii.. in crql+r ki B-::i. a i.:ijiti?bii" ..'i+eiri:;li i}i'i-it.rE1riiefi. Fiil;? t!it

- - . . I - - . . . - - : - - ^ . : - . - - - - - 7 , - i ^ - r - l ^

J - r ( r ! y l t ! P ! l . 4 i ! i r ( t r t i . r ! t i u t ' r : r t t t r ' : . u s t i i l r t ' - : u t ! t r r l l l t : : ' . r t l ! , . ; \ ' ? - ']guulrr,! t ' l r . c U ( ! l \ ' t t j

<'rncenh'alicn anri svnlh+..,is current have to ir+ r,ar-i+rl icr +valuafe rlreir irr{ltte'nce to lhr candricl i''.'it-" of- i:oi i zuri i irre.

,\{ tlre poli'rilerizaficn i;rocess elech-ocitemicaili' of'g-atr.'r:iostatic methoel, th* riog:*C frilces-.: anei p.:rlrrne:-izarion Fr{i{:ess concun-entl_v lrapllen. 'ih* t.rbtainerl pclia:lii1'ne adhere ai &e iIO (Lrdiurn "lil 'l)v.iCei eiecirorje and lbrrn a ilrin liinr oj

r , ^ i t t a . r i l i - o

'l-iie conr.iitctii'i1 lgcua.s.rrrement is conrjucterj'lii; ibirr point nrohe llleihoci. 'l'l:c difereni voltage beirveen hvo point*c ai the poiyaniline sanlple i,": nreasureci r*-her a c*nsiant clyreni fiarv in the sampie. S-trrtlresi:eti pararnerers can be va;'i*rl so th:d the optirnrrm and tlre mipimrm conductivit'! {ri{fie sarnirie is evalrt.'rted.

'[he result of the meastred conductivif+ is used to characterize lhe elech'icaj prcper-ties of'polianiline that is valnahle {nr- developing the agrplication of ihe film.

'fhe reseiu'ch rnethod is direcier! tc ccnducf laboratery e).ryrerimenta! to elesign a rtahle current Foilree at the reunge of ti r;iili-.iaipere to St.i mili'tmpet-. Tlie eiqrerirueni is also contliicied to synthesis _{thin film ;iolyaniline as tlre tesf sanipile.} The samnle ir: srnthesizec! atvaried eieciralv"te concenkalion, lrel'*reen 0.2 M - (1.4 i{, constani monomer concenkation (i.2 i{, cun-'eni soLrrce (J,4 miliampere and 1.5

h{, c'onstant monomer conce.ubaiion il.Z il{, ctur-eni:Fource Ct.4 rliiiArnp+re anri i.i minu{e oftlre duration. Anotirel stunpL' is s\nthr.-'siz.ed at r,al'i."tl c{urr:ttt srottl'cr _{, (.i.2} miliAnrpere- 0.6 inrliAinpere:. {i,-5 i'l oi. electroli4e coiiereirllati-,rli arrti ii,il cl' rnonomer c<tnceuirat i ott.

Ccrrductivi$ llteasurr.r.neni applie* tatrr poinis 1:rr:h,:' rneilt*ri 'ilt'.': r ut-l-etrl rre.'rsur€nrent (i"L) fJr'r+'ben*.'e+i] l:*rr', points at lhe sanipl* sildhce, anri lhl vnliage

lie,lween tlltr two Jroirrls i'an hi niei.stiiiid.'ihi: cttn-rrni fic"l: iit '''t.i'S o-illir1.;it' ir- i;lrt'ii'iil

fronr i-i,2 nriliArnpere to I 4 rnilir\nrper+. llhis variaiion is. infrrnded l6,v ;3r.'1t11:1t1: rjillbrerri r:crlrslirrrt leve i oi tlre r:r:rr.;ni s{}r:r()+ io iocitin8 ai ihe riiai:riiir'

'!1re sauryl': s'vrrii'l--:il;: iit tira couceiili-ation r,-ari:iiittit iil'(,i,l lj arit: it..rl'i llar.r, tliin:.'in1.l<res cl ill-; iiq"ii *eeir cs)[of.',virilc, t'ani:]ii', w'itLi l.?io+ti; r;ut-ii;.,::i' :tii! r i r i r k tr i - e e n < : r . , i t l ' i , i q r l r i a i l i a i i ! i E c r r i i c i : l t i t - i i i i r i t t : ' ( j . 5 i1i

iiru r.r;;,tin:urtr corti!iictii.,iil,,, i 11,'orr, i:; lirac!ted al (t -i tJ t!'lJt;' aii-i'ii-uilii: c,onq:en{raiion aiid ?{J rrn r;f ihe iiric}cie*'"*.

The. szuni-,ie. as tjie !'i,sult c'f fh*. s).rilitrsis utu't'i:tit it.2 rriiliArip*r': lir-r-', ligirt sl'eeil oolol arrC ltj urri r-rl'thiclcless. r.virile af tltti s'.rttlt':sis clrrTr'iti {i.i - (, i; mili,Ampere has gget:n hiue colr.r and ?ti pm of thickle*s. T'he exp*r-itne.:ltai rel:uii oi' tire conciuctivitl at vai'ieci s-rrrthr:sis cwie.nt sh*u; ilrat ctinducii..'it! r'tf' ute pclyatiline tliin titrn is apiiinirin ai U.:, miliAnip.rre urd riiiniiiiunr ai i-1..1 rnili-Arupere-.

KA.TA PENGANTAR

B ismil I ah irrohmm irrohim

,\ihtrirrilulilali, _{puji qyukm perulis prrnjd<an ke lladirat Attah Subhanatul} wafa aia. aras rnlnuatNya,penelitiaa _{du penulisan laporan akhir peoelitiau} peneliti h.Iuda dengan kontrak No: 05-s/p2IItDDpppM/9?/tJTMUD _{N/Lggz yarg berjuert} :'' PEbflBUATAN FIL!'{ TIPIS SECARA EI^EKTR.OITn{IA IJNIINI APLIKASI eEKTROKR0ivlIlC.

Derqan sele-sairrya _{peaelitiar ini karni ucqrkao teriruakcih kepada :}

i.Tim Proyek Perrgft4iiaa dm Penelitian llrmr Pengprnlnrrn Terapaar Di&inlitsbses Ditjea Dil'ti. sebagai perwandang danapenetitian iui.

2.KetE I'ecfllagr' Penelitiaa Univeraitas Padjadjarm" be.serta etaf yang telah m€{r0beril6t keseryratac dso kemudahan dalanr panelitisa

3-Dek& Fdoltas Mdemdika Da ll"'r' Peag#ras Alm, Universitas Padjadjaran

3.Ketna Junrsan Fiaik4 F.MIPA" Universitas padjadja.aa

4- R'eka doeen drn Stsf kqpawan Jrnnrsao ItsikaFMIPA Universitar Pedjadirao ymg telah nemffir terldsaoaryapenetitiaaini

Paelitim _{ini kgri nler&Ea mssih jafr dsri s€mpurna daa pedu} dikembprlglr& _{lebih hris, oleh kmena ihr sare dan t<ritilcjra sargat kmi haraplm} r.rnh* perballcatr dimass q akac datpqg

Semo.ga penelitia mi bffid. _{bagi ped(edo"'g'n ilmr peagptahm} kbusrsnya ddrn bidqg fi sika

DAFTAR ISI

I-eorbsr Identitss dan Perrgesahan Ringkasan Suaxnay KdaPengardar Daftar isi Daltar tsbel Da$sr Gtrmbar

I Penda&uluatr 2 Tinjaum Pu$faka

2.1. Polimilin

2.2- Ilfelcsoisore Polimerisasi polimilin stclrs elddrokimia ?- 3. Elektrolromr eites Potiqqilig

2.4- Knrahecidik fi lm tipia Pciimilir 3 TtdumdaMdd,Peoelitian

1 l\{etode Penelitis

4.1. Sidesis B?tm Edfrolro0ft a. f . l.Rgocrsrg Baogr:n $rmber Arus. 4. l.2.Metode Sidesis $ecra Eletfrokimia 4. 1.3. Si#esis Polisilia Seeara Eleldrokimia 4.2. lkralderistik filn tipis Potiasilis

5 Hssit dsoPd*ase

5"1. Ilosit RmcagBtngry Struber Arus

5-?. Hasil PedushFlmTipis Polisnilin dm peagulorst .. ,: dcogm Vsriasi l<os€tresi eleldrolit

-5-3. I{ssil Pesbrdo fi lm tipit Polianilin da Pengtllilre doagan _{srn siniesis Polimerieasi}

hal.

I

i i i

Y

1'1

Y t t

6 KesimPulan DdErPustaka

La'npiran A: Garabar Poto Sumber Atlrs I,ampilzn B: RitvaYat HiduP

2.?

24

DATTAR TABEL

l.Tabel 3.1 DataKonduktivitas Fl&gi dari Kosunhaei Elektrolit ?. Tabel 3.? Dafe Kood,.idir4tar Rrrgsi dari Kosenkasi Elel,'trolit 3 Tabet 3.3 Datn Konduktivitae Frngsi dri Anrs eintetie

1 7 18 20

B,{S I

PT!{DAA.{ILUAN

Poliailin (PA].{J) menrpakan srlatr satu jenis polimer kondrrktif yang mempr:uyai itdan alternasi ikatan rarAkap trnggal (terkonjugasi) tll. Adanya ikatarr tersebtd memrmgkinkan terjadkrya aliran eleldron dalan rantai Polimer sehirlgga Polimilin menjadi kondrl*'rf,, merryrrryai ntabilitas culup tinggi terharlry grogguan udara luar dan menprny'ai pctensi aphkasi _-vang lua.s seperti, sensor, baterai sehrnder, LED, I.IET, serta dcvais elektronik Selain itr polianilin memiliki sifd elektrolc-omilq yarhi dapd berubah w?ma ryabila diberi medm lisbih tetapi silat ini hanya dominm pada daerah tegzngan positif

Polianilin merpunyai sh.rktr elektronik yag berbeda Varia-si sFuktur eleklronik ini akan berkaiata dengar eleklrolaomisitasbatrm tersebut. Perubahan struktl3' leldronik yang terjadi akihd penrbahan kada. dopan yang besr lcecilnya diteutrkm oleh nilai uus sfutesis.

Si{bt lis6.ik (kon&ktrvitas) polimer konduktif Polianilin dapd diafur dengru mengontrol pa'ureter-parmeter proees polianerisa.si secra eleklrokimia derryan metoda galvuostaiik yaitu kousenbasi elekilrolil arus eidesis Polimerisasi. konseutasi moaomer dil walfu Pol imerisasi.

for point probe. Sehingga diperoleh konduldivitas film tipis Polianilin yaag optimal

dan minimal. Hasil peqgujian kon&ktivitas ini unhrk meqgetahui sifat bahan

palianilin yarg mana st:bagai bahan kqiian unhrk pergembaqgan potensi 4likasi

BAB II IINJAUIN PT]$[{KA

t.t. polimilin

2.1.1. $trftuPolimilin

Pclianilin (PAI{I) merrfakm salah sdr jenis polimer koadrldif ymg dihasitkur dri proses polimaisasi monomer eilh (ChHNIIzi dalso suaiana asan- Anilin memiliki strul<tr geometri sebagai berilolt :

- a a { \-N.H

H I

H

Gfftbsr 2. 1. St,-uk.u.r geonetri milin

Adryun stnrlrtrgeomebi poliaoilin secef,r'urrm edalsh :

_ , _ a a a a . . a a

t-(SN+ry- ) -.-(gt I:O=ii-

)r

*l "

H H

gtgus tere&dcsi grgus terolcsidasi

Grnbr 2.2. Struknr geomciri polianilin

Nitai x (0 < x < 1) menedrkan tinsst olaidasi polimitia Nilai x : 0' meru'njukan tingkd terok'idasi pernrh ymg menghasilkur.polianilin berbentuk basa pernigrmilin (PNB)

Aimnnn rstipolimer haya terdiri dari grgus

teroksidssi-Nilai x:0,5 menrniukm tin$<at seteagah teroksidasi yarg meoghasilkan polimilin be$enbk basa emeraldin (ffi). semetrtfr.a nilai x = 1 mr.njukm tiogkat tefe&lk'Ei penuh

yang menghasillw polimilin berbefirk basa leukoemeraldh (LtrR)'

c)

a)

t(-@ N=€tr

N-) (+"=>'rli

b) tecg+i){^o-i+N-)l_

trc-l€-t-)(+i+iJl.

Grnbr 2.1. a basa P$niSrdlilin b. basaerneraldut c. basa letrkoerneraldin

22. M*nimc Polimcrircd Pefimilin $ccen f,i'bo r&nir

Polis0edsssi polimilin dsPat diieln|ke deo€P dls caf4 yeitu secra elekrokimie medm li6.trik dm secra kimia denga PeoSsduh P"da peaelitim ini menggunalsn Polimerisasi secra Eleltrokimia

Polimilin diperoleh dsri hasil polimerisesi mooomef, etdlil ymg hssilnrya benpa fihn tipis. Polimerisasi tojadi pada satah safir hrhrb ele}troda dibaqah pengaruh medqn

Demikian setenrsn5ra, setiry proses olcsidasi diihti realcsi kimia Psdaproses oksidmi terjadi penrbdurn _{gugrn (-B+I-B-N-H) menjadi (-B-N=qqg-H).+ trt + 2e, dengan} demikian proses polimerisesi ekmmenghssitfrmrantai polimer dengm koaposisi :

a a a a a a a a

CB-ry-B-ry-)

dan

GB-N:q:Y-1

H H

dengan B adalah _{f[rgus benzoil da e adalah gugus quinoid}

Pada sad polimerisasi polimilin scara simulteo berlangsrag proses doprug Adryun mekanisme doping-dedopiAgnya dilukiskar sebog"i berikrf :

1- Pssnngrn redoks pertma

a a a a a a a a

CB-N-B-N-B-N-B-1,{-)

I*ukoemeraldinBase _0EB)

t$ -e', +A

t-r1i-nn-nii-n-i$

H H H H

u-e-,

+A-Pembenhrkur palaron I

r. .. +A-

*A-(-B-ry-B-N-A-$=q:hr-)

H H H H

t{ _rf,

_a-a _a-a a a a a a a

(-B -l.I-B -N-B -N=Q:N- ) H H

a

Penbeduh bipolron I

6

2. Pasangur redols kedua

a a a a a a a a

GB-ry-B-ry-B-N=Q:N-)

H H

fJ -e-, +A- pembeufirkan polaron II

. . . + A ' . . . .

(-B-N-B-ry-B-N:Q:N-)

H H

t{ -e-, +A- pembentukm bipolaronil

+ A - + A - . . . .

CB-W=q:1q-3-N=Q-N-) E H

t,L -rf,

-o-a -o-a _{a a} a a

CB-N€{-s*i+oi-l

Dui sini terlihd b*Inra passgm redoks pertua membedrk poliuilin teroksidasi 508/o da pasmgan redolc ke&ra oembe,rnrk polianilin terotsidasi 10W6.

2 J Jh*trohontuiter pofiuilin

Poliailis adalah polimer kon&rktif y4g memiliki wilnayaag dimiliki oleh polimitin kunisg kehijau"q hijal,

danbiru- Penrbahsn wtrnaini berkaitan erat dengan variasi tegmgm padafiln Pnda saat film polianilin ruengal*mi proses oksidasi terjadi realai (5) :

(PANI)(xH-A-) ---| (PAI'{I'=X-A-)* * xH* - xe'

transparan biru

Sedm$<m padasaat filn poli,milin mengalami proses tedil$i terjadi reaksi (5) :

(PANI'1(A-i* + .r:.H- + xe' ---+ (PANIXxH*A-)

biru transParan

Dengan mengatur ftsndqnn redoks dri poiimilin, eaka fiLn polianilio pada saat terotsidasi berubah wtrra deri fra$pran menjadi bir,+ dan pada saat tereddci filn berubah wtrns dri binr me{adi bensprm.

2.{ Krnldcrimri liln tipis polienflin

Kanakterieasi lryiean poliailin adalah pengularra kooduttiviht deogru metoda four poiut probe du aus konstn Korfuldivitas mdr baha kond&or dryd diperoleh apabila diberikm uus dila &atilik rnaka terjadi bed.r tegrugru affia &atitik tersebd berdasarlm padanrmsan :

o : I f { U d

Crb. 2.3.: Diagarn penguh-trm kon'irktivilas Four Poirt Probe

BAB Itr

IUJTIAN _{DAN M.dNFAAT PtsNEIIIIAN}

3.1. Tuj'r"n Paditiu.

Tujuan penelitia ini adalah merancaE baqgun surnber arus konstar dengan unjuk kerja Of,rA sampai 50mA yaqg diperlukar pada pembuafan _{film tipis polimer kondrktif} polianili'(PAIvr) secaraeleklrokimia _{selanjrfrya membud beberapa}

film tipis polianilin (supel) secara elekhokimia dengan metoda galvanostdik dan meqgafirr _mlai parmeter-parameter _{siutesis pada sa^d proses polimerisasi.}

Dan untrk mengetahui _{sifaf lisbik filn} tipis tersebrd dilalilkar peneujian/pengulnran _peogaruh

kosenkasi elekaolit terhadry kondrktivitas dan peq&ruh besa anrs sintesis terhadry kon&rltivitan film tipis polianitin

3:. Mrdert pcnditien

Matrfad dani penelitian ini dqrd meqgrnsai _{Froses dasar pembuaur film tipis} polimer konduktif poliarilin (PANI) Beca'a elktrokimia dengan gatwaostafik _dan penrbahm wama (Elektolaomik) pada sad berlmgsr4g proses polimerisasi. _{Da d'-i} hasil pengujiaa/paqsukrm _{konrfuktivitas}

film tipis pilianilin dryat mengetahui _{eifu* li'trik} bahm sehinqsa dap* mengembangkan _{poteusi qlikasi poliailin sebagai polimer} kou&rktif dalm perkembagzu teloologi. selain ifu berbmbahya _{was/aEa ilEu} pengBhhuan shf peng4iar , seningkafuiJa keurapua meqganalisa _{sehingga dap*} memberikm irtrormasi terhad4 linds,4gm maryaralc khrususuya _{liqghngatr akademik} tertuapadabidangfiaika_ - - - . e } g r - I l q

BAB TV

IilETODA PEITELIIIAN

{.1. $lntetir Behen Elc*fo}romil.

4.1.1 Renceng bengun SrmbcArur Konrten

Rancang bangun Surnber mrs konstan an sistLn rmgkaian penguat uus e.mite.r folorver dur se.bagai peq'mgga den$n rangkaian penguat brffer suparya tidak tg..jadi Itlldrasi penguataa anrs dm unfirk menjagga kestabilan Arus Inensgtmskm sistim kendati (IC mikokonboler ) ds tanpilur dengan sistim dig,t"i. Sumber Arus ini meryur4,ai unjuk kerja 0 mili Aryere saryai deryan 50 mili Ampere, dipelihaflrm pada

lryiranA

4.1J. Mciode Sinfcsit $ccrn Elclfotimi,

proses polimerisasi secra eleldrolcromik terdiri dri tahapm inisiasi, propagasi ttm termi$esi. Psda proses inisissr tidak dipe.rgrrnakan bahm inisiator , tetryi deqgflr metoda ioi, prop.groi (laiu polimerisasi) dryat dianr denEFn surdsh melelui penFfiran tegmgan etsr ams ymg diberikso. dissnping kosentsasi eleldrolit dsr kosentsasi

monomer-Srntesis bahan elektrolromik secra elektrokimia dapat dilekuksn dengan dua nrctoda. _1,aihr metode galvurostaik dm metoda potensiostatik

A). Metoda Galvanoststik

padn metoda ini digrmaken sel dua eleldroda yag teridiri dai eleboda kerja (workiog elechoda -1418) detr eteklroda larvan (counter eleckode-CE) dtn sumber arus

tetap-Be,rdastrkm huhm Fredry, jumlah zat yang terbenfirk pada suatu eiektoda sebanding dengan j,*lrh rnrrdm lis{rik yang metalui ellilrodatersebut, yang berarti iqiu re&ksi -oksidasi ada elelrtro&sebandiqg dengru besr arus ysng mengalir, d"n walor

sintesis adelah tetap. Selanra proses eintesis kosanirsi reektm berubah dan salah seir pennuknan elektroda terlapisi hasil oksidasi yarrs mengakibatkan benrbabcya ms yarg me$galir.

Eteldroda _{kerja ( WE ) a,lalsh Plstina dao Eleldroda lawso ad"lah ITO dm enrs meognlir} konstan ddam selmgwd$rtertedq sehinggaelektroda(ffo) terlryisi hssil oksidesi.

Surnber arus

-t.

{. 1,3. Silttrsts poliadlin Sccara Elddrokimia'

Metoda yang dipergrralzn dalan penelitian ini adalah metoda

Calvanoststik pada a'us tetry tangkah-langt?h rrya sebagni berikut :

1. Persiapanbaban:

a) lanrtaaMonomer mendistiia-si anilin 999o dengan kosenbsi 0'2 M, 0,3IU'

oy'M,0,5M

b) lrutan ele[.trolit HC'L9f/odenSar kosenhasi 0,?h'I, oJh{, 0,4I{' oJh{, c) Aquades.

3. Persipar alx :

b) Sepersrglc* at6i destilasi rmtrk mendi*elaci nilin agar diperoleh '

eiiin lmrni

c) seperagH sel elldrokimia de d|a buah elddroda (IT0 dm pldina), tdrk proses polinerisasi'

d} Tabrng Elemeyer , gelas uklr dan pipet uhn rrntrk peryirym lmsaa e) Pmgndtk nagrretikushkmelrd*ea baha

0 Sumbor AruskonstmdmstdiP 3 . Proses Polirnerisasi :

. . pertarra mendistilasikmaflilhuntd<mernperoleh8trilismt|rni. . Membuzt beberapa ta.ut8o eleHrolit 0,2M, 0,3M, O,4M'

O,sMHCLdalam 100mt I{2 O

r Mencarryrnltnn 0,2

Y anilin mumi ( C{HNHr) dalacn larutan tiC{. teroebrd dan me,ncampurkan _{0,4 M (CLHNH2 ) dalao lanszn 0,5M} ECL

_ Proses polimerisasi (pembuatgr fikn tipis polianilin) decgan variasi kooseokasi ele.l#olit, nisalnyta lanrhn elektrolit 0,2 M HCL da 0,4 lv{ (C2I{N[L ) dalam tabuug glas &m lubaog permrlman kearrdim dipasang elektroda kerja WE (platina) das etekroda lawa (ITO) . Elekkoda kerja disanrbrcgkan ke lnrtub negdip dm elekhoda lar*rao ( mO) disamlxmgkm ke kutub positip pada etrmber anrs konstan, dib€rikaa besa' anrs sinteeis konsta 0,4 mA selsna 15 menit sehirysterjadi lryiaan (film )tipie polimilin mpldd pada elelffi lan'an ( kaca nO) . Ud* fo6?s polirnerisari variesi dri kose#asi eleldrolit yeog !ai&'ya dildstrso d€ngan ccElqg eama reperti didas s*i€E dapd dipemleh beberrya

:lm

tieis poliailh (ryel).

v Pa&, proees polinerisari (pedrm fikn tipio) poliailin (PAlq de,ogn variasi besr arus cidesie polimerieari, lsdan ete*tuolit 0,5 M ECL fu 0,4 M (C6IINII) dengga variasi erus 0,2 nA 0J nt 0;1 mA 0,6 mA nasiry-nasing selma 15 tneoit sehirggt t€rjadi lryisan polimilin pada elffi _{lzumn {kaca} ITOI @ka didapd beberpafilm tipie polianilic

*2^fiarvrtctarTsadfimt$spoEanllin(PAI{['

Karat*erimsi6tntipispoliaoiiiu(PA}.{t}adalahmengulcrbesarnya konduktivitas film tipis poliaoilin ( saryet) di*as

derUsr metoda Four Point

probe. peogurnra koo&rldivitae isi adarah nrengurnr beda potensiar

liskik antsra

duatitikymgdisliristlsp€ogulgrsnymgkonstanpadatqrisanpoliailin-Datri l l a E i l p e n g u | $ r e b e d a p o t m s i a l l i t r i k t i t i k . t i t i k p a d a l a p i s a n p o t i a i l i n

diperlihdrm pada tabel (3.1), (3.2), (3.3), ) dm

besar kooduktivitas berdasal-an

padaPemamasr ( 2'1 )'

BAB \T

EA"SIL DAI\[ PEIT{BfuSASAN

5.1. Rarcang bangnn Smber Ans Konsts

pada pembua*an film tipis polimilin (PANfi secara Galvsrostafik dan peqgularso kondrldivitas filar poliailin Eetnedukao Surnber anrs konstan, maka tedebih dulu membud intrumec*asi eletrCronik grm6er arus korist8o dengEn uojuk kerja0 EA Eeeai denp 50 DlA e€suai deagan kebtrh.rhan proses polimerisasi den penguhran koaduHivitas. Rmgknian inskumen eldltronik srlrnbr a'us komtan diperlibd poto padalaryiru A

S"a E sfiPobuata dnnptngfua konddrtfuitas nrn 6pis poEanih deagan verfusl koretrad dddraEt.

tlasil pfrah eqlel denga vaiasi koosetrasi ele&trolit ffia 0i M dar OJ M m€odtiki p€trdraa yag tipis bsrcaaa hijar mrda Eedagb diatas 0,5 M bernrrna hijn tra dan porffim halus.

I{asil p€ogdilrm kmdilrtivitas sqet deaga vriasi kosentasi etektrotit dipe4ihd pada kuva kond{divib b$a poliaoilin hasil eidesis tertradry kosetrasi eleldrolit deop rgs peqgul$re ($ sebesar 1'4 mA Gb 3.1 de G 3,2 kurva km&il*ivitae deogm a.us Pengulsr@ 0,1 mA Kurva koo&dCivitas mempertihaflrm uilai kondrHivitas optimum 5,0 S/Cn pade koseokasi etellrolit

Thd 3 t fihlffifiirie Rrgi dri lffieiEdcndit

q2 q4 q5

fffid.M.tu//

Crmbr 3. 1. KtnvaKcndr**ivibs bahm Polimilin hasil sideeis terhad4 Konseohasi _{Eleldrolit Asem Klorida( I: 1,4 mA ).}

E € c = e E d_q *

cb

G/n

ArE

&d)

T€ilEN

ftil

I*ilRud{rdt ffit{hitr 02 03 04 05 06

o8

LO

L2

L4

1"4 \4 \4 L4 1,4 L4 ,,4 \4 1",4

4s

zte

aCI)

w

1,3

q98

qx)

@ q54

q5

qa

qn

qs

I,S

Ln

a0

l ( n .

Tbd 32 llhlffiI{ivihRrei dili lftrnstxi ffiit

Gmbr 3.2. IftrrvaKondrktivitas bohm Polimilin hasil sidesis tertadry Konsetrasi Elehrolit Asm

tfta" t I: 0,1 mA )-l 8

cb

0vn

Ats

cd)

TBgn

ft10

fhilkglqrrrr tdt{ivtn 02

o3

04 05

o6

08 LO 1,2 L4

ql

qr

q1

gl

ql

ql

qr

qr

qr

r4fr

1,5,

3JB

?r''j-g6

g:s

qu

qe

qG

q0

gs

qa

qe

q15

q4

q?l

2-,n

rfi

@

elektrolit l,2ll{ menrPunYat ele.ktrolit yang lainnla.

sift b&n lebih kondr*tif dari pada kosenbasi

v s.t.E*ril psm$rd& dan pcrgd@.m koaddrtisitss trm fiFts pofmisn dcrga Vuiasi lrns sinfsis Polfuncrisast

Flasil peurbuxmfilmtipis polianilin dnfr E.us sideeis polimerisasi 0,2 mA s8n{}Bl benrffi.na hijar muda denggs tebal 10 pm' sedangftan 0,3 mA sampai dengrr 0$ mA sanpel befwatnahijal dengatr kesbala

20pm-Harsil pengukgra kondr*tivitas film tipin polimilin deugrr arus sintesis pada tabel 3.3 dm cb 3.3 nea4iukm koo&dsivitas optimm sebesa 3,26 S/Cm pada 6.gs siotesis polimerisasi 0,2 mA Eedsmgken pda 0JmA koo&rktivitas ninirun Eebesel. 1,28 S/Cm- Pa& mn sidesis potirnerisasi 0'2mA nnryuofi

sifd babsn lebih koodddifdibadirghn pada rrr sicb*ie 1A taiqlr'

Tabel 3.3. DataPenguhran Konduktivitas dengan Varia*si Arus Pengulnran I

"i*"i" (mA)

I n t (nr,A,)

V (mV)

Konduldivitas (S/cm) x 10'3

Rata-mta (S/cm) x 10-3

0.2 0,2

0,5

1 , 0

66,3 67,6 70,6 6AA 13?,0 152,1 145,4 1 5 1 , 1 322,5 305,0 2y7,0 267,6 315.2 3,0 2,9

i 2,8

I

,,'

I

| 23.2

| 3 , 1

| 3'4

| 3,2

I

| 3 , 1

I 3.2

I

r'o

| 3'5

I s.t

2,t7 3,2 3,26 0,2 0r5 1,0

l 2 u 123,1 136,0 rr?.4 331,0 361,0 3y'.3,2 358,0 665,2 854,3 870.4

1 1 6

1 1 6

1A1

t , t

1 , 5 1,38

rA5

1,39

l 1 5

l r l

l - 5

1,55

1 3 3

1,28

0,4 _i

I

I

I

I

I 0,2 0,5

1 . 0

12?,0 _|

i20.? |

126A _I

tztr

I

229,0 I n4,o 216,0 212,0 629,0 J9E,o 396,0 60E,0 599.0

1 , 6 3 1,66 l,5E 1 , 6 3

l t L

1'E 2,31 2A 1,58 1,67 1,68 1,64 1.66

i . 6 ?

2 , 1 8

1.65

0.6 0.2

0,5

1 , 0

92,0 %r0 90,0 88,1 92,0 184,0 196,0 l?2,0 168,0 Y2,o 332,6 Y7,O 325.0 2,1 2,\ 2,2 2r3 212 2:l 2,55 2'9 219 2,9 3r0 2rE 2 . 1

z , l E

2,76

Khrn l(onrhkd{tsJ Ftngrt drl Arus Slnter|J

I

. E

a 4

3.0 2,5 2,0 1 , 5 1 . 0 0 J 0,0

0 p 0 2 0,3

Koodrktivitrs lS/clr)

0 . 4 0.6

Tabel 3.4. Hasil Pengukr:ranKonduktivitas F\ngsi dari Arus Sintesis Polimerisasi

i-o-sd*il

2 3 4

0.0 02 q3 q,4 0,6

Kmddairits6,c'd

tt . g vl

,

35 3,O

u

a0

u

tJl

o5

0,0

KESIMFUI.,ANI

Pembuatan _{filrn tipis polianilin sectra ele!{rokimia lebih mudah dan lebih} cepat ditr:utlingkan _{dengnr proses sec€ra kimiq tetqli trasil fi1n tipis polimili} tertatas pada duran elelitroda yug digunaliarl llasil fihn poliaaitia deqgaa kosenbasi _{elekt-olit 0,2 M dan 0,5 M berwarna hijau muda rrenrnjuh pada} lieadaan astra

' sedangkm {ilm potianilin dengan koseahasi ele{rtrolit lebih besa 0.5M sanpai l -2M berwrna hijar tra meNruajukan pada keadaan rebih aszra

Hasil peintruatan _{tilm tipis poliaitin dengan anrs sioteeis polimerisasi} pada 0,2 uA ben*ala hijar aurda mearmjrrtm keadam asur dan 0,3 nA saryu cieaga C,6 mA bsuanahijar hraareqir&s tebibesac&

P*ogaruh kosenhssi ete&aorit t'uhdq, kon&ddivitae bohm dari Iir'n polimilin pada kose&a'i ererdroiit 1,3 M onsryuu5ar sift kondtif qilnp baik dibediq*a _{pada kosenkasi ymg lainqra}

PeqgruL besar uus sintesis polimerisaei terhadap kondrk{ivitas baha, C*.i film poliailin _{pada aus eidesis 0,2 nA koa&l*ivitx lebih besar dari} kondutdivitas _{pada uus sidesis yatg taimtra. Betr kecilnlaa Nilai no"al*i*it*} Iitm polianilia nemrnjukm siat kndutdifbatra fitrn polianilin.

DAFTAR FIJSTAKA

1. A J: Epsteiq AG. Mec Diennin4 in "scietrce trid Appl icdion of conducting PollTnert''(edW-RSaltmeck'D'J'ClBtk'EJ'ssrruelsen)'IOP''Txadon

1990p.141

?,. Kcbar.,ashi r.Il yonqrama, and H Tmnrra, J. Ele&onicd chem L77 "78 (19&{):JetleB.P.c.Ilryerr'S.I{.HesjevikandR'odegn.d'Eteldrocbnical

Acts,38,1843 (1994)'

3.M.o.TjiqRESireg'Fi8ilar*.ati,Tl{Nufi$'E.Rosdims'RHida;t,at' Milcqiudin, '?engebmgal Bahan Polimer Kooduktif dan Aplil"asirrya' Ixporm tfit'fiBrsainsly2konhakNo.:040/DPPIT{194|Pl'8,fr|u|994.

4.M.G.Kmotzibis'(hcmic'alEryeneringNews'DecJ'36(1993i

5.M.Ao8eli}poulos'J.M.Sbrr"8odJ.J.Ritsko'in..ScieocemdApplic.atiooof Cod$ri4Polymef ( Bt W'R. Sat&cdg D' J' Clsh EJ' Samuelseo) IOP'

Lodoc 1990' P-141'

6.T.A$<ofteirn(Ed)'Ilan&ookofccdrciqgPol5'rnxtVollmdtrMrcelud Dl&er,NerrYodq 1986'

LamPiran 1

Nama lengkaP

Tempat,/TanggaI1ahir

Jenis Kelamin

P a n g k a t / G o l o n g a n / N I ?

T - 1 ^ ^ { - a n u c L l , r d L c r l i

A l a m a t I n s t a n s i

P e n d i d i k a n

P e k e r j a a n

DATA PRIBADI

Dra Tuti ArYati Demen'MS

Sumedang, O4 Desember L949

W a n i t a

Penata/ ILI:/ 1 3 14 1 3 1 4 I

Lektor Muda

Jurusan Fisika FMIPA UNPFJ

Jl. RaYa Bandung Sumedanq !O4 2L

J a f i n a n g o r , T 1 P 7 9 6 0 1 4

51 FiSiKA - F}4IPA IJNPAD

5 2 F i s i k a - F M I P A I f B

Staf Per,gajar Jurusan Fisi-ka

FMIPA rJniversitas Padj ad; aran

K e t t r a P e n e l i t i

Dra.Tuti ArYati Dernen,MS

Nama lengkap

T e m p a t / T a n g g a l l a h i r

J e n i s K e l ^ m i n

P a n g k a t / G o l o n g a n / N I P

Jabatan

Alamat

Instansi-P e n d i d i k a n

P o k a r i r = n

J s e : i

DATA PRTBADI

D r s T j a h y a i a S u a l a m , M S

Bandung, 1- i.gustus L944

L a k i - i a k i

P e n a t a T k -':IIC/ 130258233

Lektor Mac.-a

Jurusan Fis:':a S{IPA TINPAD

J1 . Raya Ea:-:ung Surnedang KI{ 21

J a t l n a n g o r , l t P r 9 6 0 1 4

31 FiSiKA - :-MIPA UNPAD

52 Fi-sika - ]MIFA ITB

S + - a f P e n g a ; " - : J u r u s a n F i - s l k a

r u I P A U n i r r e : s i t a s P a d j a d j a r a n

P e n e i i t l

; E o r . a

I . : s . T j a h y a n a S u a l a m , N : ? . 1 - ? 0 5 2 8 2 3 3

Wltr(^

Nama lengkap

Tempat,/TanggalIahir J e n i s K e l a m i n

Pang kat,/ Go longan/NI P

' T - 1 . - - 1 - - h u d u a L a t i

A l a m a t I n s t a n s i

F e n C : - C i k a n

D o ? p r r : : n

DATA PRIBADI

Dra Tuti Aryati Demen'MS

Sumedang, 04 Desember L949

f . ? ^ - . i # a v t d . L . t -! L a

P e n a t a / T i T c / 1 3 1 4 1 3 1 4 B L e k t o r M u d a

Jurusan Fisika FMIPA UNPAD

Jl . Raya Bandung Su:neCang KM 21 J a t i n a n g o r , T l p 7 9 6 0 1 - 4

51 FisiKA _ FMIPA UNPAD 5 2 F i s i K A - F M I P A I T B

S t a f P e n g a j a r J u r u s a n F r s i k a ! ' M I P A U n i v e r s i t a s P a d r a d i a r a n

K a r v a i l m i a h

1 . T u ' , i A r y a t i , T j a y a n a S u a i a m , P e m b u a t a n F i L m t i p i s P o l v a n l l j - n S e c a r a t r l e k t r o k i m i a u n t u k A p p l i k a s r E l e k t r c k r o n i k , P e n e i * r i a n p e a e l i t i m u c i a N c K o n c r a k

a55 / P2r PT /DPPI{ /V / :,:T:{,-;D / 1 9 91 .

2 . S r i . S r i r y a n i n g s i n , l u + - * i A r y a t i , D o y H a r d o Y o , -AnaIisis K o n d u k t i v i t a s b a h a n p o i y a n i l i n s e b a g a i f u n g s i

K o s e n t r a s : e l e k c r c i : - : , D P P / D R K - U N P A D .

3 . T u t i A r y a t i , S r i S u r y a n i n g s J - h , F f a h y u A J - a m s y a h P e n g a r u h

Suciut Hamburan pari:ke1 alpha terhadap Hamburan

nenurut model Hamburan Rutherforo, OPF-UNPAD.

K e t u a P e n e l i t i

Dra.Tuti Aryati Demen,lnfS