Dalam beberapa tahun terakhir, peningkatan pesat teknologi telah mendorong pengembangan berbagai jenis material di bidang ilmu pengetahuan dan penelitian. Salah satu material yang paling populer untuk penelitian adalah reduced Graphene Oxide (rGO). Material dibuat dari Graphene Oxide (GO) dengan melakukan berbagai metode pengolahan kimia dan termal untuk mengurangi kandungan oksigen di dalamnya. Sifat-sifat luar biasa dari rGO seperti sifat termal, mekanik, dan elektronik menjadikannya sebagai kandidat bahan yang potensial digunakan dalam berbagai aplikasi dengan penambahan matriks untuk memperluas penggunaannya.
Menyadari potensi tersebut, Nurhayati Indah Ciptasari mengangkat topik tersebut ke dalam disertasi penelitiannya yang berjudul Pengembangan Material Reduced Graphene Oxide Nanocomposite Untuk Aplikasi Fotokatalis Dan Superkapasitor. Dalam upaya ini, Indah melakukan serangkaian tahapan yang melibatkan proses sintesis dan karakterisasi material untuk memahami sifat fisik dan kimianya.
“Tahap awal penelitian ini melibatkan pembuatan bahan baku reduced graphene oxide dari grafit dengan menggunakan metode Hummers yang dimodifikasi. Proses pengolahan kimia dan termal dilakukan untuk mengurangi kandungan oksigen di dalam Graphene Oxide dan menghasilkan rGO yang memiliki sifat-sifat yang unik dan menarik,” ungkap Indah.
Lebih lanjut, Indah memaparkan proses sintesis nanokomposit rGO dengan AgNPs (Perak Nanopartikel) melalui metode hidrotermal in-situ dengan menggunakan reduktor NaBH. Proses ini bertujuan untuk memperluas penggunaan material nanokomposit dalam aplikasi fotokatalitik yang lebih efektif. Dalam uji aktivitas fotokatalitiknya terhadap ion Pb, indah mampu mengevaluasi kinerja efektivitas fotokatalitik rGO/AgNPs serta potensi penggunaannya dalam pengolahan limbah.
Dengan menggunakan metode yang sama, Indah juga melakukan sintesis nanokomposit rGO dengan ZrO2 (Zirkon Dioksida). Dari hasil sintesis kemudian dibuat karakterisasi sifat fisik dan kimia menggunakan berbagai teknik analisis seperti X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Spektroskopi Raman, Spektrofotometer UV-Vis, Fourier Transform Infra-Red (FTIR), dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS).
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sintesis nanokomposit rGO/AgNPs menggunakan metode hidrotermal in-situ dengan reduktor NaBH telah berhasil dilakukan. Dalam pengujian aktivitas fotokatalitiknya terhadap ion Pb, nanokomposit ini mampu mencapai persentase maksimum sebesar 44% dalam waktu iradiasi selama 1.5 jam. Hasil ini menunjukkan potensi nanokomposit rGO/AgNPs sebagai bahan fotokatalitik yang efektif dalam pengolahan limbah yang mengandung ion Pb.
Selain itu, Indah juga berhasil melakukan sintesis nanokomposit rGO/ZrO menggunakan metode hidrotermal in-situ dengan reduktor NaBH. Dalam karakterisasi material, ditemukan bahwa nanokomposit dengan perbandingan GO-ZrO 1:2 dan menggunakan PANI (Polyaniline) dalam larutan elektrolit H2SO4 menunjukkan nilai spesifik kapasitansi tertinggi sebesar 482 F/g. Hal ini dikarenakan pada kondisi ini nanokomposit mampu menghasilkan konduktivitas yang tinggi yang merupakan faktor kunci dalam aplikasi superkapasitor.
Prof. Dr. Heri Hermansyah, S.T., M.Eng., IPU, Dekan Fakultas Teknik UI (FTUI) menyampaikan,“Temuan ini memberikan informasi penting mengenai potensi aplikasi nanokomposit rGO/AgNPs dalam fotokatalisis dan nanokomposit rGO/ZrO dalam teknologi superkapasitor. Dengan hasil yang positif ini, penelitian Indah dapat memberikan kontribusi signifikan dalam pengembangan material nanokomposit berbasis reduced Graphene Oxide (rGO) untuk berbagai aplikasi inovatif di masa depan.”
Disertasi penelitian mengenai pengembangan nanokomposit rGO berhasil mengantarkan Nurhayati Indah Ciptasari meraih gelar doktor pada tanggal 11 Juli 2023. Indah tercatat sebagai lulusan doktor ke-64 Departemen Teknik Metalurgi dan Material dan doktor ke-508 Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Sidang terbuka dipimpin oleh Prof. Dr. Ir. Muhammad Anis, M.Met. dengan promotor Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi Soedarsono, DEA, dan ko-promotor Prof. Dr. Anne Zulfia, M.Sc. Sementara tim penguji terdiri dari Dr. Murni Handayani, M.Sc.; Prof. Dr. Rini Riastuti, M.Sc.; Dr. Alfian Ferdiansyah; Dr. Sotya Astutiningsih, M.Eng.; dan Dr. Bambang Priyono, M.T.
***
Biro Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia