SINTESIS DAN KARAKTERISASI RGO DARI CANGKANG SAWIT DIMODIFIKASI SILIKA SEBAGAI SENSOR REGANGAN PADA MATRIKS HYDROGEL PVA/BORAKS
SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF RGO FROM SILIKA MODIFIED PALM SHELL AS STRAIN SENSOR IN PVA/BORAX HYDROGEL MATRIX
Nama : Mohamad Fikri Aliansah
NIM : 21030224008
Program Studi : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Nama Lembaga : Universitas Negeri Surabaya
Pembimbing I : Prof. Dr. Munasir, S.Si., M.Si.
Pembimbing II : Dr. Fitriana, S.Si.
rGO merupakan material konduktif yang dapat disintesis dari karbon cangkang sawit menggunakan metode hummer. Material ini merupakan material paling umum yang digunakan sebagai filler pada strain sensor. Meski memiliki konduktivitas yang tinggi, rGO sulit terdistribusi secara merata pada matriksnya sehingga silika digunakan sebagai agen modifikasi untuk menciptakan rGO yang dapat terdispersi pada matriks hydrogel PVA/Boraks dan memberikan batasan konduktivitas pada rGO. Tujuan penelitian ini yaitu menganalisis karakteristik rGO yang dimodifikasi silika dari biomassa limbah cangkang sawit dan pengaruhnya terhadap sifat mekanik dan sensitivitas sensor regangan berbasis hidrogel PVA/Boraks. Berdasarkan hasil penelitian rGO dari cangkang sawit berhasil disintesis yang memiliki jarak antar layer sebesar 0,37 nm, rasio sebesar 0,972, rasio C/O ≈ 10,87, dan konduktivitas sebesar 23,56 x 10⁻² S/m. Sedangkan rGO yang dimodifikasi silika telah terbentuk menyelimuti rGO melalui ikatan silang gugus hidroksil dengan menyisahkan beberapa bagian konduktif dipermukaan rGO dengan pengurangan konduktivitas akibat dari pemadaman sisi konduktif rGO oleh silika. Analisis FTIR menkonfirmasi Hydrogel PVA/Boraks/rGO@SiO telah terbentuk dengan ikatan hydrogen yang kuat. Sehingga hydrogel memiliki kekuatan mekanik sebesar 6,434 MPa dan elongasi sebesar 167,8% dengan sensitivitas sebesar GF ≈ 9,5 sehingga berpotensi digunakan sebagai pembaca gestur jari dan gerakan tubuh.
Kata kunci: rGO@SiO₂, Hidrogel PVA/Boraks, Sensor regangan, Cangkang sawit
Name : Mohamad Fikri Aliansah
Program Study : Fisika
Faculty : Mathematics and Natural Scienes
Name Instution : Universitas Negeri Surabaya
Supervising Lecturer I : Prof. Dr. Munasir, S.Si., M.Si.
Supervising Lecturer II : Dr. Fitriana, S.Si.
rGO is a conductive material that can be synthesized from palm shell carbon using the hummer method. This material is the most common material used as a filler in strain sensors. Although it has high conductivity, rGO is difficult to distribute evenly in its matrix so that silica is used as a modification agent to create rGO that can be dispersed in the PVA/Borax hydrogel matrix and provide conductivity limits on rGO. The purpose of this study was to analyze the characteristics of silica-modified rGO from palm shell waste biomass and its effect on the mechanical properties and sensitivity of PVA/Borax hydrogel-based strain sensors. Based on the results of the study, rGO from palm shells was successfully synthesized which had a distance between layers of 0.37 nm, an ratio of 0.972, a C/O ratio ≈ 10.87, and a conductivity of 23.56 x 10⁻² S/m. Meanwhile, rGO modified with silica has been formed covering rGO through cross-linking of hydroxyl groups by leaving some conductive parts on the surface of rGO with reduced conductivity due to the quenching of the conductive side of rGO by silica. FTIR analysis confirmed that Hydrogel PVA/Borax/rGO@SiO₂ has been formed with strong hydrogen bonds. So that the hydrogel has a mechanical strength of 6.434 MPa and an elongation of 167.8% with a sensitivity of GF ≈ 9.5 so that it has the potential to be used as a reader of finger gestures and body movements.
Keywords: rGO@SiO₂, Hydrogel PVA/Borax, Strain sensor, Palm kernel shell