GREEN SYNTHESIS Fe3O4/Cdots FERROFLUIDS, KARAKTERISASI, DAN APLIKASINYA UNTUK HIPERTERMIA MAGNETIK

Ghaitsa Najma Zahira Shofa, Prof. Dr. Eng. Edi Suharyadi, M. Eng.

2026 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

      Penelitian ini berfokus pada green synthesis Fe3O4/Cdots ferrofluids dengan variasi volume 10, 15, 20, 25, dan 30 mL menggunakan ekstrak daun Moringa oleifera serta limbah kulit semangka sebagai prekursor alami untuk aplikasi hipertermia magnetik. Tujuan penelitian ini adalah menilai potensi hipertermia magnetik setelah penambahan nanopartikel Fe3O4 dengan variasi konsentrasi Cdots. Sintesis Fe3O4 dilakukan menggunakan metode kopresipitasi, sedangkan Cdots disintesis dengan metode hidrotermal, kemudian keduanya digabungkan melalui proses sonikasi agar terikat dengan baik. Fourier Transform Infrared Spectroscopy menunjukkan adanya gugus fungsi Fe-O, C=C, C-O, dan C-O-C yang menandakan keberhasilan integrasi Cdots pada permukaan Fe3O4. Ultraviolet-Visible Spectroscopy menunjukkan puncak serapan pada 282 nm untuk Cdots dan 400 nm untuk Fe3O4, yang mengindikasikan interaksi optik antara kedua material tersebut. Photoluminescence Spectroscopy memperlihatkan pergeseran panjang gelombang emisi dari 408 nm menjadi 450 nm pada Cdots maupun Fe3O4/Cdots ferrofluids, yang berada pada wilayah biru spektrum tampak. Scanning Electron Microscope memperlihatkan distribusi Cdots yang merata pada permukaan Fe3O4. X-ray Diffraction menunjukkan bahwa Fe3O4 memiliki struktur spinel kubik dengan ukuran kristal 8,2-8,4 nm yang stabil terhadap variasi konsentrasi Cdots. High Resolution Transmission Electron Microscopy menampilkan morfologi hampir berbentuk bola dengan ukuran partikel 7-10 nm. Sementara itu, hasil pengujian Vibrating Sample Magnetometer menunjukkan bahwa material bersifat superparamagnetik dengan nilai magnetisasi yang menurun dari 55,3 emu/g pada Fe3O4 menjadi 29,2 emu/g pada Fe3O4/Cdots ferrofluids 30 mL. Uji Specific Absorption Rate pada frekuensi 10, 15, dan 20 kHz dengan berbagai variasi Cdots memperlihatkan peningkatan suhu yang cepat dengan laju penyerapan energi antara 0,1-0,3 mW/g. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa Fe3O4/Cdots ferrofluids berpotensi untuk aplikasi hipertermia magnetik.

This research focuses on the green synthesis of Fe3O4/Cdots ferrofluids with volume variations of 10, 15, 20, 25, and 30 mL, utilizing Moringa oleifera leaf extract and watermelon rind waste as natural precursors for magnetic hyperthermia applications. The synthesis of Fe3O4 was carried out using the coprecipitation method, while Cdots were synthesized via the hydrothermal method, and both were combined through a sonication process to ensure proper bonding. Fourier Transform Infrared Spectroscopy analysis revealed the presence of Fe-O, C=C, C-O, and C-O-C functional groups, confirming the successful integration of Cdots onto the Fe3O4 surface. Ultraviolet-Visible Spectroscopy analysis showed absorption peaks at 282 nm for Cdots and 400 nm for Fe3O4, indicating optical interactions between the two materials. Photoluminescence Spectroscopy exhibited an emission wavelength shift from 408 nm to 450 nm for both Cdots and Fe3O4/Cdots ferrofluids, which lies within the blue region of the visible spectrum. Scanning Electron Microscope images demonstrated a uniform distribution of Cdots on the Fe3O4 surface, while X-ray Diffraction results confirmed the cubic spinel structure of Fe3O4 with a crystal size of 8.2-8.4 nm that remained stable across different Cdots concentrations. High Resolution Transmission Electron Microscopy revealed an almost spherical morphology with particle sizes ranging from 7 to 10 nm. The Vibrating Sample Magnetometer results indicated superparamagnetik behavior, with magnetization decreasing from 55.3 emu/g in pure Fe3O4 to 29.2 emu/g in Fe3O4/Cdots ferrofluids at 30 mL. The Specific Absorption Rate test at frequencies of 10, 15, and 20 kHz with various Cdots concentrations showed a rapid temperature increase, with energy absorption rates ranging from 0.1 to 0.3 mW/g. These findings demonstrate that Fe3O4/Cdots ferrofluids has great potential for magnetic hyperthermia applications.

Keywords: Fe3O4/Cdots ferrofluids, green synthesis, magnetic hyperthermia, specific absorption rate.

Kata Kunci : Fe3O4/Cdots ferrofluids, green synthesis, hipertermia magnetik, specific absorption rate.