Kajian Label Magnetik Berbasis Green-Synthesized Nanopartikel Komposit Fe3O4 /Ag dan Aplikasinya pada Sensor Giant Magnetoresistance

DANI MUHAMMAD HARIYANTO, Prof. Dr. Eng. Edi Suharyadi, M. Eng.

2023 | Skripsi | FISIKA

Penelitian ini berupaya untuk menyelidiki potensi nanomagnetit Fe3O4 yang disintesis dengan mekanisme green synthesis menggunakan ekstrak Moringa Oleifera dan dimodifikasi permukaannya dengan silver (Ag) sebagai label magnetik pada sensor GMR. Hasil difraksi sinar-X menunjukkan bahwa Fe3O4 dan Fe3O4/Ag (20, 40, dan 60 mM) memiliki struktur cubic inverse spinel dengan ukuran kristalit masing-masing 5,7 ± 0,1 nm; 11,2 ± 0,2 nm; 14,5 ± 0,3 nm; dan 32,6 ± 0,6 nm. Analisa fourier transform infra-red  mengonfirmasi terbentuknya komposit Fe3O4/Ag dengan munculnya gugus fungsi Fe-O dan C-H. Dari hasil UV-Vis menunjukkan pergeseran puncak serapan Fe3O4/Ag ke daerah panjang gelombang yang lebih besar seiring dengan meningkatnya konsentrasi Ag. Sifat kemagnetan Fe3O4/Ag menunjukkan karakteristik superparamagnetik dengan nilai magnetisasi saturasi pada sampel Fe3O4 dan Fe3O4/Ag (20, 40, dan 60 mM)  secara berturut-turut adalah 55,3; 17,3; 8,5; dan 6,3 emu/g. Label magnetik diujikan pada sensor GMR dengan diberikan medan magnet eksternal sebesar 4 Oe. Dari hasil uji label magnetik didapatkan repeatability sinyal keluaran berupa tegangan yang stabil selama 30 detik dan meningkat seiring dengan penambahan konsentrasi massa sampel dengan deviasi relatif dibawah 30%. Selain itu didapatkan linearitas mendekati satu seiring dengan kenaikan massa sampel. Serta didapatkan batas pendeteksian  dalam rentang 0,75 – 2,05 mg/mL.

This research tried to investigate the potential of Fe3O4 nanomagnetite synthesised by green synthesis mechanism using Moringa Oleifera extract and surface modified with silver (Ag) as magnetic labels in GMR sensor. The X-ray diffraction results demonstrate that Fe3O4 and Fe3O4/Ag (20, 40, dan 60 mM) have cubic inverse spinel structure with crystallite sizes of 5,7 ± 0,1 nm; 11,2 ± 0,2 nm; 14,5 ± 0,3 nm; dan 32,6 ± 0,6 nm, respectively. Fourier transforms infra-red  analysis confirmed the formation of  Fe3O4/Ag composite with the appearance of the Fe-O and C-H functional groups. The UV-V is results show a shift in the Fe3O4/Ag absorption peak to a larger wavelength region as the Ag concentration increases. The magnetic properties of the nanoparticles show superparamagnetic characteristics with saturation magnetization values for the Fe3O4 and Fe3O4/Ag (20, 40, dan 60 mM)  samples are 55.3; 17.3; 8.5; and 6.3 emu/g, respectively. The magnetic label was tested on the GMR sensor with an external magnetic field of 4 Oe. From the magnetic label test results, the repeatability of output signal is obtained in the form of a voltage that is stable for 30 seconds and increases with the addition of sample mass concentration with a relative deviation below 30%. In addition, linearity is obtained close to one along with the increase in sample mass. And the detection limit is obtained in the range of 0.75 - 2.05 mg/mL.

Kata Kunci : Fe3O4/Ag, Giant Magnetoresistance, GMR komersial, Green-Synthesized, Label Magnetik, Silver (Ag)