KAJIAN SIFAT DIELEKTRIK PADA NANOPARTIKEL MAGNETITE (Fe3O4) YANG DIENKAPSULASI POLIMER POLYETHYLENE GLYCOL (PEG-4000)

HERIANSYAH, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Kajian sifat dielektrik telah dipelajari pada nanopartikel magnetite (Fe3O4) yang dienkapsulasi polimer polyethylene glycol (PEG-4000) dengan variasi konsentrasi 0%, 20%, 33%, 50% dan 75% pada jangkauan frekuensi 10-120 kHz. Sifat dielektrik diukur menggunakan spektroskopi impedansi, dengan hasil berupa konstanta dielektrik riil (Epsilon ' ), dielektrik imajiner (Epsilon "), rugi tangen (tan Delta) dan impedansi. Konstanta dielektrik mengalami penurunan dengan meningkatnya frekuensi yang disebabkan polarisasi interfacial, hal ini sesuai dengan model dua lapisan dari Maxwell-Wagner. Selain itu penurunan sifat dielektrik ini sesuai dengan plot relaksasi Debye. Konstantsa dielektrik menurun dengan meningkatnya konsentrasi PEG-4000. Pada frekuensi 10 kHz konstanta dielektrik riil sampel dengan konsentrasi PEG 33% dan 50% masing-masing bernilai 252,5 dan 208,6. Hal ini terjadi karena ukuran butir yang besar lebih konduktif dari ukuran butir yang kecil. Konstanta dielektrik imajiner juga menunjukkan penurunan, pada frekuensi 10 kHz sampel dengan konsentrasi PEG 33% dan 50% masing-masing bernilai 108,2 dan 82,3. Selain itu terdapat pengaruh fase lain yang muncul saat sintesis nanopartikel Fe3O4 yang dienkapsulasi PEG terhadap sifat dielektrik. Rugi tangen meningkat dengan meningkatnya frekuensi dan menurunnya konsentrasi PEG. Penurunan rugi tangen pada frekuensi 10 kHz, untuk sampel dengan enkapsulasi PEG 33% memiliki nilai 0,43 dan sampel dengan konsentrasi PEG 75% memiliki nilai 0,35. Impedansi Fe3O4 yang dienkapsulasi PEG akan semakin besar dengan meningkatnya konsentrasi PEG. Meningkatnya impedansi diasumsikan kontribusi dari batas butir lebih dominan pada penambahan PEG. Besar nilai impedansi pada sampel dengan konsentrasi PEG 33% bernilai 233,3 kOmega dan meningkat saat konsentrasi PEG 75% dengan nilai impedansi sebesar 285,9 kOmega.

Dielectric properties of nanoparticles Fe3O4 encapsulated with polymer polyethylene glycol (PEG-4000) have been studied under various concentration 0%, 20%, 33%, 50% and 75% in the frequency range 10-120 kHz. Dielectric properties measured by impedance spectroscopy, and The result was real dielectric constant (Epsilon '), imaginary dielectric (Epsilon "), loss tangent (Tan Delta) and impedance. Dielectric constant decreased rapidly with increasing frequency because of the interfacial polarization, this phenomena corresponding to the two-layer model as predicted Maxwell-Wagner. The dielectric properties Fe3O4 encapsulated with PEG were explained considering the Debye relaxation plot. The Dielectric constant decreases as the increase concentration of PEG. At the frequency 10 kHz, dielectric constant of the sample with 33% and 50% concentration PEG is 252.5 and 208.6 respectively. This occurred because the bigger grain size more conductive than the small one. The imaginary dielectric constant decreases as the increase concentration of PEG. At frequency 10 kHz, sample with 33% concentration PEG has a value 108,2 and sample with 50% PEG has a value 82,3. Besides that, found the influence of the other phases that appear on the synthesis of nanoparticles Fe3O4 encapsulated with PEG to the dielectric properties. The loss tangent decreases as the increase of frequency. Loss tangent decrease as increase concentration of PEG, at frequency 10 kHz sample with 33% concentration PEG has a value of 0,43 and sample with concentration of 75% PEG has a value of 0,35. The impedance increases as the increase of PEG concentration. The increased impedance is assumed contributes grain boundaries more dominant due to the addition of PEG concentration. Large impedance values of samples with a concentration of 33% PEG has a value 233.3 kOmega and increases as the concentration of PEG 75% with a value of 285.9 kOmega impedance.

Kata Kunci : dielektrik, impedansi, loss tangent, kopresipitasi, nanopartikel, Fe3O4, enkapsulasi, polyethylene glycol (PEG)/dielectric, impedance, loss tangent, co-precipitation, nanoparticles, Fe3O4, encapsulation, polyethilene glycol (PEG)