Ichsan Muhammad Halim1210207047

~Asalamualaikum Wr. Wb~

Pada presentasi ini, akan mengulas jurnal pada materi I dari perkuliahan Fisika Zat PadatMateri tersebut mengenai struktur kristal dengan judul jurnal sebagai berikut:

Analisis Struktur Kristal dan Sifat Magnetik pada Nanopartikel Magnetit (Fe3O4) sebagai Bahan Aktif Biosensor Surface Plasmon Resonace(SPR)

Struktur Kristal dan Pengaplikasian Struktur Kristal untuk Biosensor

Pengaplikasian struktur kristal lebih sering digunakan untuk bidang kesehatan dan pemeliharaan lingkungan separti yang sering digunakan oleh biosensor. Biosensor sendiri didefinisikan sebagai suatu perangkat sensor yang menggabungkan senyawa biologi dengan suatu tranduser. Dalam proses kerjanya senyawa aktif biologi akan berinteraksi dengan molekul yang akan dideteksi yang disebut molekul sasaran. Hasil interaksi yang berupa besaran fisik seperti panas, arus listrik, potensial listrik atau lainnya akan dimonitor oleh transduser. Besaran tersebut kemudian diproses sebagai sinyal sehingga diperoleh hasil yang dapat dimengerti. Biosensor yang pertama kali dibuat adalah sensor yang menggunakan transduser elektrokimia yaitu elektroda enzim untuk menentukan kadar glukosa dengan metode amperometri. Aplikasi biosensor pada dasarnya meningkat seiring dengan berkembangnya keperluan manusia dan kemajuan iptek. Tetapi secara umum tetap didominasi untuk aplikasi dibidang medis dan lingkungan hidup.

Nanopartikel magnetit memiliki potensi yang besar untuk dimanfaatkan pada bidang biosensor yang berperan sebagai bahan aktif yang dapat mengimmobilisasi analit pada permukaan sensing sehingga dapat meningkatkan kinerja biosensor tersebut. Dalam aplikasi biosensor, sifat magnetik dan ukuran butir serta tingkat dispersibilitas dan kereaktifan pada analit (biomolekul) merupakan hal yang sangat penting untuk diperhatikan. Sehingga untuk dapat memanfaatkan nanopartikel magnetit dalam aplikasi biosensor membutuhkan analisis yang cukup matang mengenai watak nanopartikel magnetit.

Secara umum proses sintesis yang dilakukan berhasil mendapatkan nanopartikel magnetit dengan diameter butir dalam orde di bawah 20 nm. Morfologi nanopartikel magnetit hasil sintesis ditunjukkan pada gambar [#1(Hasil sintesisi)#]

Sintesis nanopartikel Fe3O4dilakukan dengan metode kopresipitasi yaitu dengan melarutkan 4,170 g FeSO4.7H2O dan 8,109 g FeCl3.6H2O ke dalam 30 ml aquades. Kedalam larutan tersebut ditambahkan 60 ml NH4OH dan selanjutnya disentrifugasi menggunakan magnetic stirrer. Proses sintesis dilanjutkan dengan mekanisme dekantasi hingga diperoleh endapan nanopartikel magnetit. Endapan yang diperoleh dicuci hingga didapatkan Fe3O4 yang lebih murni. Sampel Fe3O4selanjutnya dikalsinasi pada suhu 800C hingga diperoleh sampel Fe3O4kering. Analisis struktur kristal dan ukuran butir dilakukan dengan menggunakan X-Ray Diffractometer/XRD (λ=1,54060Å) dan Transmition Electron Microscopy (TEM). Sedangkan, untuk mengkaji potensi sampel dalam mengikat target biomolekul maka sampel dalam fasa ferrofluidselanjutnya difungsionalisasi dengan bahan PEG-4000 dan kemudian direaksikan dengan bahan biomolekul (α-amylase) dan selanjutnya dilakukan pengamatan visual dengan menggunakan mikroskop.

Sementara itu, pola difraksi XRD sampel magnetit hasil sintesis dengan variasi ukuran butir menghasilkan beberapa pola yang sama diantara setiap sempelnya seperti ditunjukkan pada gambar [#2(Pola difraksi)#]

Hal tersebut terbukti dari kemunculan puncak puncak difraksi dengan indeks Miller (220), (311), (400), (440), (511) yang merupakan indeks khas struktur kubik spinel dari bahan Fe3O4[3,4,5,6]. Sedangkan, puncak difraksi dengan tanda (*) merupakan puncak khas dari bahan α-Fe2O3(hematit) [7]. Kemunculan α-Fe2O3pada keempat jenis sampel mengindikasikan bahwa pada proses sintesis yang dilakukan juga terjadi proses oksidasi Fe3O4oleh oksigen menurut persamaan reaksi:

2Fe3O4+ ½ O2 →3(α-Fe2O3)Sifat magnetik nanopartikel magnetit hasil sintesis digambarkan dengan

kurva magnetisasi pada gambar [#3(Kurva magnetisasi)#]

Dari gambar [#3(Kurva magnetisasi)#] nampak jelas terdapat perbedaan sifat magnetik seiring dengan peningkatan ukuran butir partikel. Teridentifikasi bahwa nanopartikel magnetit dengan ukuran butir paling kecil memiliki kurva magnetisasi berbentuk huruf S hampir tegak (sampel 13.21 nm), sementara itu sampel dengan ukuran butir yang lebih besar miliki kurva magnetisasi berbetuk S landai yang membentukloophisterisis. Informasi visual ini memberikan makna bahwa nanopartikel dengan ukuran butir yang lebih kecil memiliki respon magnetik yang lebih tinggi dibandingkan dengan sampel nanopartikel dengan ukuran butir yang lebih besar. Hal tersebut disebabkan semakin kecil ukuran butir partikel magnetit maka momen magnetik pada nanopartikel magnetit cenderung lebih tidak stabil.Dari sudut pandang aplikasi biosensor, partikel dengan ukuran butir yang lebih kecil memiliki potensi dispersibilatas yang besar. Disamping nanopartikel magnetit dengan ukuran butir terkecil memiliki respon magnetik yang lebih kuat dibandingkan nanopartikel.

Sekian dan terimakasih mohon maaf apabila banyak kekurangan.

~Wassalamu’alaikuam Wr. Wb.~

Lampiran gambar di Hyperlink

[#1(Hasil sintesisi)#]

[#2(Pola difraksi)#]

[#3(Kurva magnetisasi)#]

[#3(Kurva magnetisasi)#]