RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)

(1)

Identitas dan Validasi

Nama Tanda Tangan

Dosen : Teguh Endah Saraswati, M.Sc., Ph.D

PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MIPA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET Identitas Mata Kuliah

Kode Mata Kuliah

: 933242231

Dosen

Pengembang RPS

: Teguh Endah Saraswati, M.Sc., Ph.D

Koord.

Kelompok Mata Kuliah

:

Kepala Program Studi

: Dr. Abu Masykur, M.Si.

Bobot Mata Kuliah (sks)

: 2

Semester

: 2

Mata Kuliah Prasyarat

: -

Kode Mata Kuliah

: 933242231

Nama Mata Kuliah

: Karbon Nanostruktur

Program Studi

Sikap (S) : S-9 menunjukkan sikap bertanggungjawab atas pekerjaan di bidang keahliannya secara mandiri

Ketrampilan Umum (KU) : KU-1 Mampu menerapkan pemikiran logis, kritis, sistematis dan inovatif dalam kontek pengembangan atau implementasi ilmu pengetahuan dan teknologi yang memperhatikan dan menerapkan nilai humaniora yang sesuai dengan bidang keahliannya.

Unsur CPL Capaian Pembelajaran Lulusan (CPL)

Kode CPL

Pengetahuan (P) : P-1 Menguasai konsep teoretis struktur, sifat, dan perubahannya baik pada energi maupun kinetiknya, identifikasi, pemisahan, karakterisasi, transformasi, sintesis bahan kimia mikromolekul dan terapannya

P-3 menguasai prinsip dasar piranti lunak untuk analisis dan sintesis pada bidang kimia yang umum atau yang lebih spesifik (organik, biokimia, analitik,kimia fisik, atau an- organik)

Ketrampilan Khusus (KK) : KK-1 mampu menghasilkan simpulan yang tepat berdasarkan hasil identifikasi, analisis, isolasi, transformasi dan sintesis bahan kimia yang telah dilakukan

KK-2 mampu memecahkan masalah ipteks di bidang kimia yang umum dan dalam lingkup sederhana seperti identifikasi, analisis,

Bahan Kajian Keilmuan : Kimia plasma, fenomena plasma di alam dan plasma buatan, proses dasar dan reaksi dalam pembentukan plasma, electrical CP Mata kuliah (CPMK) : Diharapkan setelah menyelesaikan perkuliahan mahasiswa mengetahui dan dapat menerangkan berbagai aspek ilmiah dan teknik

rekayasa terkait pengembangan riset dan aplikasin dari karbon dan alotrofnya di lingkungan industri dan komunitas akademik.

KK-2 mampu memecahkan masalah ipteks di bidang kimia yang umum dan dalam lingkup sederhana seperti identifikasi, analisis, isolasi, transformasi, dan sintesis mikromolekul melalui penerapan pengetahuan struktur, sifat, perubahan molekul baik energi maupun kinetikanya, metoda analisis dan sintesis pada bidang kimia spesifik, serta penerapan teknologi yang relevan

Bahan Kajian Keilmuan : Kimia plasma, fenomena plasma di alam dan plasma buatan, proses dasar dan reaksi dalam pembentukan plasma, electrical discharging palsam, disain plasma chamber, karakter plasma dan aplikasinya serta review artikel riset terkait.

Deskripsi Mata Kuliah : Matakuliah ini membahas tentang material karbon berstruktur nano, sifat-sifat fisika dan kimianya, aspek simetri dan

kristalinitasannya; struktur alotrof karbon, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari grafit, diamond, fulleren, carbon nanotubes, carbon fiber dan amorphous carbon, dan karakterisasi dari material karbon berstruktur nano.

Daftar Referensi : 1. Hugh O. Pierson, Handbook of Carbon, Graphite, Diamond, and Fullerenes: Properties, Processing, and Applications. Noyes Publications, 1 Jan 1993 - 399 hal

2. Peter Morgan, Carbon Fibers and Their Composites. 2005. CRC Press

3. Guldi D.M., Martin N. (eds.) Carbon Nanotubes and Related Structures (Wiley, 2010)

4. Timothy D. Burchell, Carbon materials for advanced technologies. Pergamon, 22 Jul 1999 - 540 hal

5. James E. Morris, Krzysztof Iniewski, Graphene, Carbon Nanotubes, and Nanostructures: Techniques and Applications.2013. CRC Press

6. John Hutchison, Angus Kirkland, Nanocharacterisation. 2008. RSC Publishing

7. Francis D'Souza, Karl M Kadish, Handbook of Carbon Nano Materials. 2011. World Scientific Publishing Company 7. Francis D'Souza, Karl M Kadish, Handbook of Carbon Nano Materials. 2011. World Scientific Publishing Company

8. “Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications” (2 Edition) (World Scientific Series in Nanoscience and Nanotechnology) by Guozhong Cao and Ying Wang (Imperial College Press)

9. M. Kohler, W. Fritzsche, 2004, Nanotechnology : An Introduction to Nanostructruring Techniques, John Wiley& Sons 10. M.J.d. Andrade, 2011 Nanostructrured Materials for Engineering Applications, Springer, Berlin

11. J. Ramsden, 2009, Essentials of Nanotechnology, Jeremy Ramsden & Ventus Publishing ApS

(2)

Indikator/ Teknik penilaian

Luring Daring kode CPL /bobot

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 Mengenal tentang material karbon nanostruktur

Perkenalan, Kontrak Pembelajaran, Pengantar ke materi karbon nanostruktur

[1-11] Ceramah dan diskusi

ada Paham dan

terampil

2x50 menit Setelah mengikuti proses pembelajaran mahasiswa dapat:

1. Mengetahui histori, kelimpahan dan peluang pasar alotrof- alotrof karbon

2. Menerangkan isotop, hibridisasi, simetri dan kristalinitasnnya 3. Mengetahui keunggulan karakter material karbon berstruktur nano karakter

Keaktifan, tugas, quis dan Ujian Tugas 30%

Ujian 70 %

2 Menerangkan unsur karbon berstruktur nano, sifat-sifat fisika dan kimianya, aspek simetri dan kristalinitasannya.

1. Pengantar unsur karbon

• Elemen karbon

• History

• Kelimpahan

• Peluang market/pasar 2. Unsur Karbon

• Isotopes

• Hibridisasi sp3, sp2, sp

• Sekilas tentang alotrof karbon

• Sifat dan karakteristik karbon 3. Simetri dan Kristal material karbon

• Simetri: elemen dan operasi simetri

• Kristal

4. Material berstruktur nano (nanomaterial)

• Prinsip dasar nanomaterial

• Efek ukuran kuantum

• Pengaruh ukuran materi

ada Paham dan

terampil

1. Mengetahui unsur karbon dan kelimpaannya 2. Menerangkan hibridisasi atom karbon sp3, sp2, sp 3. Mengetahi tentang sekilas mengenai perbedaan struktur dari alotrof karbon.

4. Mengetahui tentang simetri dan kristaal dan efek ukuran nano (size dependent efect).

Ujian 70 %

3 Mengetahui, mengenal dan dapat menjelaskan perkembangan alotrof karbon struktur, Nobel terkait dengan penemuan beberapa alotrof karbon, Carbon phase diagram

Perkembangan alotrof karbon:

• Nobel terkait dengan penemuan beberapa alotrof karbon

• Carbon phase diagram

ada Paham dan

terampil

1. Menjelaskan perkembangan alotrof karbon terkait dengan penemuan alotrof

2. Menjelaskan diagram fase karbon

Ujian 70 %

4 Mengetahui, mengenal dan dapat menjelaskan alotrof karbon struktur, sifat- sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari grafit.

GRAFIT:

struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon Grafit

ada Paham dan

terampil

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) grafit

2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan grafit 3. Mengetahui aplikasi dari alotrof grafit

Ujian 70 %

5 Mengetahui, mengenal dan dapat menjelaskan alotrof karbon struktur, sifat- sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari diamond.

DIAMOND:

struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon diamond

ada Paham dan

terampil

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) diamond

2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan diamond 3. Mengetahui aplikasi dari alotrof diamond

Ujian 70 %

6 Mengetahui, mengenal dan dapat menjelaskan alotrof karbon struktur, sifat- sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari fulleren.

FULLERENE:

struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon fullerene

ada Paham dan

terampil

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) fulleren

2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan fullerene 3. Mengetahui aplikasi dari alotrof fullerene

Ujian 70 %

7 Mengenal alotrof karbon lebih detil mencakup struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon berikut Carbon nanotubes.

Carbon Nanotubes:

struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon CNT

ada Paham dan

terampil

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) CNT

2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan CNT 3. Mengetahui aplikasi dari alotrof CNT

Ujian 70 % Penilaian*

Pengalaman belajar

Tahap Kemampuan akhir Materi Pokok Referensi Metode Pembelajaran Waktu

(3)

8 Evaluasi tengah semester Ujian tengah semester [1-11] Ceramah dan diskusi

ada Paham dan

terampil

2x50 menit Setelah mempelajari materi pertemuan 1-8, mahasiswa dapat memberikan jawaban pada evaluasti tengah semester dengan tepat.

Ujian 70 % 9 Mengenal alotrof karbon lebih detil

mencakup struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon berikut Carbon fiber.

Carbon Fiber:

struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon CNF

ada Paham dan

terampil

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) CNF

2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan CNF 3. Mengetahui aplikasi dari alotrof CNF

Ujian 70 %

10 Mengenal alotrof karbon lebih detil mencakup struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon berikut Amrphous carbon.

Amorf karbon (activated carbon) struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon a-C.

ada Paham dan

terampil

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) amorf carbon

2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan amorf carbon 3. Mengetahui aplikasi dari alotrof amorf carbon

Ujian 70 %

11 Mengenal alotrof karbon lebih detil mencakup struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon berikut Inorganic/Nanocarbon hybrid materials

Inorganic/Nanocarbon hybrid materials struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll), proses pembuatan dan aplikasinya dari alotrof karbon Inorganic/Nanocarbon hybrid materials

ada Paham dan terampil2x50 menit Setelah mengikuti proses pembelajaran mahasiswa dapat:

1. Menyebutkan struktur, sifat-sifat (fisika, kimia, mekanikal, electrical, dll) Inorganic/Nanocarbon hybrid materials 2. Mengetahui proses pembuatan/pembentukan Inorganic/Nanocarbon hybrid materials

3. Mengetahui aplikasi dari alotrof Inorganic/Nanocarbon hybrid materials

Ujian 70 %

12 Mengenal karakterisasi nanomaterial karbon mencakup karakterisasi kimia dan fisika nanomaterial, morfologi permukaan nanomaterial, struktur nanomaterial, sifat permukaan, dan sifat kemagnetan.

Cakupan prinsip kerja karakterisasi material:

• Karakterisasi kimia dan fisika nanomaterial

• Karakterisasi morfologi permukaan nanomaterial

• Karakterisasi struktur nanomaterial

• Karakterisasi sifat permukaan

• Karakterisasi sifat kemagnetan

ada Paham dan terampil2x50 menit Setelah mengikuti proses pembelajaran mahasiswa dapat mengenal prinsip kerja dari:

1. Karakterisasi kimia dan fisika nanomaterial 2. Karakterisasi morfologi permukaan nanomaterial 3. Karakterisasi struktur nanomaterial 4. Karakterisasi sifat permukaan 5.Karakterisasi sifat kemagnetan

Ujian 70 %

13 Mengenal karakterisasi nanomaterial karbon dengan mikroskopi: SEM, TEM, FM, STM.

Karakterisasi nanomaterial:

o Electron microscopy (Scanning Electron microscopy (SEM),

o Transmission Electron Microscopy (TEM), STEM)

o Atomic force microscopy (AFM) o Scanning Tunneling Microscope (STM)

1. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan Electron microscopy (Scanning Electron microscopy (SEM),

2. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan Transmission Electron Microscopy (TEM), STEM)

3. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan Atomic force microscopy (AFM)

4. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan Scanning Tunneling Microscope (STM)

Ujian 70 %

(4)

14 Mengenal karakterisasi nanomaterial karbon dengan spektroskopi XRD, XPS, FTIR, Raman spektroskopi, HPLC and MS.

• Karakterisasi nanomaterial:

o X-ray diffraction (XRD)

o X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS) o FTIR dan Raman spektroskopi, o HPLC dan Mass spetrofotomerty

1. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan X-ray diffraction (XRD) 2. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS)

3. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan FTIR dan Raman spektroskopi

4. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan HPLC dan Mass spetrofotomert

Ujian 70 %

15 Mengenal karakterisasi nanomaterial karbon dengan instrument lain: TG/DTA, SQUID, VSM, contact angle, dll

• Karakterisasi nanomaterial:

o Differential thermal/Thermal gravimetry analysis (DTA/TGA)

o contact angle, o SQUID, magnetometer, dll

1. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan Differential thermal/Thermal gravimetry analysis (DTA/TGA) 2. Menyebutkan hasil karakterisasi contact angle,

3. Menyebutkan hasil karakterisasi dengan SQUID, magnetometer

Ujian 70 %

16 Evaluasi akhir Ujian akhir semester [1-11] Ceramah dan

diskusi

ada Paham dan terampil2x50 menit Setelah mempelajari materi pertemuan 9-15, mahasiswa dapat memberikan jawaban pada evaluasti tengah semester dengan tepat.

Ujian 70 %