1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan pada jaman modern ini terus mengalami
kemajuan. Penemuan-penumuan terbaru mengenai material, bagaimana cara
mendapatkannnya, sifat dan karakteristik yang membedakannya dengan material
lain hingga aplikasinya pada suatu bidang menjadi hal yang perlu untuk diteliti
lebih dalam. Salah satu hal yang menarik perhatian adalah bidang nanoteknologi.
Nanoteknologi merupakan ilmu rekayasa dalam penciptaan suatu fungsional
material dalam skala nanometer (Abdullah, 2009). Salah satu bidang
nanoteknologi yang menjadi perhatian dan daya tarik para peneliti adalah
nanopartikel.
Nanopartikel sebagai salah satu bagian dari nanoteknologi menjadi sesuatu
yang menarik perhatian para ilmuan untuk diteliti. Hal tersebut dikarenakan
nanopartikel memiliki sifat yang terkenal dan potensial serta karakteristik unik
yang berbeda dengan nanomaterial lain. Sifat dan karakteristik nanopartikel ini
lebih unggul jika dibandingkan dengan bentuk kasarnya atau bulk. Oleh sebab itu,
nanopartikel banyak dikembangkan di beberapa aplikasi pada bidang biomedis
seperti drug delivery, diagnosa medis dan bidang industri seperti keramik, katalis,
energy storage, dan ferofluida (Bakar dkk, 2007).
Beberapa metode telah dikembangkan dalam proses sintesis nanopartikel
magnetik diantaranya adalah metode kopresipitasi, hidrotermal, sol-gel,
sonokimia, mikroemulsi dan metode lainnya. Diantara metode tersebut, metode
kopresipitasi menjadi metode yang cukup efektif dan relatif sederhana.
Kopresipitasi merupakan salah satu metode sintesis senyawa anorganik yang
didasarkan pada pengendapan lebih dari satu substansi secara bersamaan ketika
melewati titik jenuhnya. Proses kopresipitasi dilakukan pada suhu kamar dan
mudah mengontrol ukuran partikelnya sehingga waktu yang diperlukan relatif
lebih singkat.
1
2
Nanopartikel yang banyak diteliti salah satunya yaitu nanopartikel spinel
ferrite. Spinel ferrite merupakan struktur kristal yang memiliki dua substruktur
yaitu oktahedral dan tetrahedral. Partikel spinel ferrite mempunyai rumus kimia
MFe2O4 dengan M merupakan atom logam seperti Ni, Zn, Mg dan Co.
Nanopartikel nickel ferrite (NiFe2O4) merupakan salah satu jenis material ferit dan
bersifat soft magnetic. Salah satu keunikannya adalah adanya fenomena sifat
superparamagnetik. Superparamagnetik merupakan sifat magnetik nanomaterial
yang mempunyai magnetisasi sangat tinggi ketika diberikan medan magnet
eksternal, namun ketika tidak ada medan magnet eksternal maka nilai magnetisasi
rata-rata akan menjadi nol. Umumnya, sifat superparamagnetik ini muncul dari
ferromagnetik dan ferrimagnetik dengan ukuran material sangat kecil dalam orde
nanometer.
Pada sintesis nanopartikel, untuk mengontrol ukuran partikel dan
membuatnya menjadi seragam perlu dilakukan pelapisan terhadap partikel
nanopartikel dengan zat tertentu. Zat yang sering digunakan diantaranya adalah
polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP),
polyaniline (PANI) dan zat lain. PEG menjadi zat yang banyak digunakan karena
dapat membentuk dan mengontrol ukuran dan struktur pori dari suatu partikel.
Hal inilah yang mendorong penulis untuk melakukan sintesis nanopartikel
dan melapisinya dengan PEG-4000. Proses pelapisan dilakukan dengan variasi
massa antara NiFe2O4 dengan PEG-4000. PEG merupakan salah satu jenis
polimer sintetik yang mudah larut dalam air, dapat mengikat material dan bersifat
stabil. Pelapisan dengan PEG-4000 dimaksudkan agar partikel tidak berbentuk
agregat karena PEG-4000 yang menempel pada permukaan nanopartikel ini akan
menutupi ion positif yang bersangkutan dan akan bergabung. Berdasarkan hal
tersebut, pelapisan dengan PEG-4000 ini diharapkan dapat mengontrol ukuran
partikelnya menjadi lebih homogen tanpa menghilangkan sifat kemagnetannya,
selain itu juga dapat digunakan sebagai alternatif bahan superparamagnetik.
Pada penelitian ini dilakukan sintesis NiFe2O4 dengan metode kopresipitasi
yang dilanjutkan dengan melapisi permukaan nanopartikel NiFe2O4 dengan PEG4000, dan mempelajari karakterisasi gugus fungsi, struktur kristal, dan morfologi
3
terhadap nanopartikel NiFe2O4 dan NiFe2O4+PEG-4000 dengan menggunakan
fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), dan transmission
electron microscopy (TEM).
1.2
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini diantaranya :
1.
Bagaimana melakukan sintesis nanopartikel nickel ferrite (NiFe2O4) dengan
metode kopresipitasi dan melapisinya dengan PEG-4000.
2.
Bagaimana melakukan analisis gugus fungsi terhadap nanopartikel NiFe2O4
dan NiFe2O4 setelah dilapisi dengan PEG-4000 dengan analisis spektrum
FTIR.
1.3
Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada sintesis material nanopartikel NiFe2O4 dengan
menggunakan metode kopresipitasi dengan memvariasikan konsentrasi PEG
sebesar 25%; 33,3%; 50%; 66,7%; 75% dan 80% pada proses pelapisannya.
Ukuran butir partikel, struktur kristal, sifat magnetik dan gugus fungsi dianalisa
dengan menggunakan XRD, TEM, dan FTIR.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan dalam penelitian ini adalah :
1.
Mendapatkan nanopartikel NiFe2O4 dengan metode kopresipitasi dan
melapisinya dengan PEG-4000 dengan beberapa variasi konsentrasi.
2.
Mempelajari gugus fungsi terhadap nanopartikel NiFe2O4 sebelum dan
sesudah dilapisi dengan PEG-4000.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah menambah pengetahuan baru mengenai
sintesis
nanopartikel
khususnya
dengan
metode
kopresipitasi
sekaligus
melapisinya dengan PEG-4000. Mengetahui pengaruh nanopartikel yang telah
dilapisi dengan PEG-4000 sehingga kedepannya dapat dikembangkan lebih jauh
4
dan diterapkan dalam bebagai bidang teknologi, biomedis serta bidang-bidang
lain.
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut :
BAB I merupakan pendahuluan yang berisikan latar belakang penelitian ini
dilakukan. Batasan masalah ini dimaksudkan agar penelitian sesuai dengan tujuan
dan manfaat yang diharapkan.
BAB II berisikan tinjauan pustaka mengenai penelitian sintesis nanopartikel
NiFe2O4 disertai dengan pelapisan PEG-4000.
BAB III merupakan landasan teori yang memuat mengenai teori sintesis
NiFe2O4 dengan pelapisan PEG-4000 serta metode kopresipitasi yang dilakukan.
BAB IV berisi tentang metode penelitian yang dilakukan beserta alat dan
bahan yang diperlukan dalam melakukan sintesis NiFe2O4 dengan pelapisan PEG4000.
BAB V berisikan hasil yang didapatkan dari setiap proses penelitian beserta
pembahasannya.
BAB VI merupakan kesimpulan dari hasil keseluruhan dalam penelitian
serta saran yang berguna untuk penelitian selanjutnya.
Daftar Pusataka yang berisi acuan-acuan yang digunakan dalam mendukung
penelitian sintesis NiFe2O4 dan lampiran yang berisi dokumentasi, perhitungan,
dan data-data yang diperoleh dalam penelitian.