Studi Magneto-Optic Surface Plasmon Resonance Berbasis Green-Synthesized Nanokomposit Fe3O4/rGO untuk Membedakan Senyawa Alkohol

Vincent Milano, Prof. Dr. Eng. Edi Suharyadi, M.Eng.

2024 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakterisasi dan potensi nanokomposit Fe3O4/rGO untuk aplikasi biosensor Surface Plasmon Resonance (SPR). Hal ini dilakukan untuk deteksi awal alkohol yang bertujuan untuk membedakan methanol, ethanol, dan isopropyl alcohol (IPA). Nanokomposit Fe3O4/rGO akan disintesis melalui metode green synthesis. Sintesis Fe3O4 dilakukan melalui metode kopresipitasi dengan menggunakan ekstrak Moringa oleifera, sedangkan sintesis reduced graphene oxide (rGO) dilakukan melalui metode Hummers termodifikasi menggunakan ekstrak Amaranthus viridis. Hasil pengujian nanokomposit dengan menggunakan X-Ray Diffractometer menunjukkan   struktur kristal inverse spinel cubic dengan ukuran kristalit Fe3O4/rGO sebesar 5,7 nm. Pengujian transmission electron microscopy nanokomposit Fe3O4/rGO memberikan informasi mengenai distribusi ukuran partikel rata-rata sebesar (11,8 ± 1,2) nm. Hasil data scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray memvalidasi keberadaan unsur Fe, O dan C pada sampel Fe3O4/rGO. Gugus fungsi Fe-O dan C=C juga terdeteksi pada nanokomposit dari analisa hasil data fourier transform infra-red. Spektrum absorbansi nanokomposit menunjukan adanya puncak absorbansi pada panjang gelombang 381 nm dengan besar energi celah pita 2,36 eV. Sifat kemagnetan Fe3O4/rGO menunjukkan karakteristik superparamagnetik dengan nilai magnetisasi saturasi sebesar 40,53 emu/g. Hasil data SPR menunjukan terdapat pergeseran sudut yang signifikan untuk aplikasi ketiga jenis senyawa alkohol sebesar 0,68°; 1,07°; dan 1,65° yang memvalidasi keberhasilan dalam diferensiasi senyawa alkohol menggunakan biosensor SPR berbasis nanokomposit Fe3O4/rGO. Pemberian medan magnet eksternal juga memberikan tambahan pergeseran sudut untuk pengujian etanol sebesar 0,08°; 0,08°; dan 0,10° untuk besar medan magnet +40, +60, dan +80 Oe.

This study aims to study about characterization and potential of Fe3O4/rGO nanocomposite for Surface Plasmon Resonance (SPR) application. This research aims to do early detection of alcohol compound, especially between Methanol, Ethanol, and Isopropyl Alcohol (IPA). Fe3O4/rGO nanocomposite was synthesized using green route utilizing Moringa oleifera extract in co-precipitation methods. In the other hand, reduced Graphene Oxide (rGO) was synthesized using modified Hummers’ method utilizing Amaranthus viridis extract. X-ray Diffraction result shows that Fe3O4/rGO nanocomposite has inverse spinel cubic structure with a crystallyte size of (11.8 ± 1.2) nm. Scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray results validate the existence of Fe, O, and C elements in Fe3O4/rGO nanocomposite. Fe – O and C = C bonds also showed in the fourier transform infrared spectra. The absorbance peak of Fe3O4/rGO nanocomposite is detected at the wavelength of 381 nm with the energy bandgap of 2.36 eV. This nanocomposite also shown a superparamagnetic characteristic with the magnetization saturation of 40.53 emu/g. SPR result shown a significant shift with the application of Methanol, Ethanol, and IPA with the change of SPR angle by 0.68°, 1.07°, and 1.65° respectively. This results validating the success of differentiate these three alcohol compound using Fe3O4/rGO nanocomposite based SPR biosensor. Under the influence of external magnetic field the SPR angle shift further by 0.08°, 0.08°, and 0.10° for the external magnetic field magnitude of +40, +60, and +80 Oe

Kata Kunci : Nanopartikel Fe3O4, reduced Graphene Oxide, nanokomposit Fe3O4/rGO, Green Synthesis, Biosensor SPR, Senyawa Alkohol, Magneto-Optic SPR