Desain Sensor Array Berbasis Conducting Polymer PANi- H2SO4, PPy- H2SO4, PANi-PPy, PANi- GO, PPy-GO, PANi-PPy- GO, PVA- GO, dan Pati-Tapioka-GO Untuk Membedakan Aroma Kopi Robusta

Abstract

Sensor gas adalah alat yang mampu mendeteksi adanya analit pada fase gas/uap. Material kimia yang saat ini banyak dikaji dan dikembangkan sebagai material sensor gas salah satunya adalah polimer konduktif. Polimer konduktif merupakan polimer organik terkonjugasi yang dapat menghasilkan arus listrik karena elektron mengalami delokalisasi. Kelebihan dari polimer konduktif adalah memiliki konduktivitas yang tinggi. Prinsip kerja dari sensor berbasis polimer konduktif adalah adanya ikatan rangkap terkonjugasi pada rantai polimer, sehingga atom karbon akan mengikat atom karbon lain dengan ikatan tinggal dan ganda secara bergantian. Polimer konduktif seperti polipirol, polianilin, politiofena serta turunannya sudah banyak digunakan sebagai bahan pelapis aktif pembuatan sensor gas. Keunggulan dari penggunaan polimer konduktif PANi dan PPy adalah memiliki daya hantar listrik yang cukup tinggi, nilai sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang singkat. Polimer koduktif dapat ditingkatkan nilai konduktivitasnya dengan cara doping. Komposit polimer konduktif saat ini dikembangkan dengan menggunakan material graphene. Penggunaan Pati tapioka dan PVA yang dikombinasikan dengan graphene berfungsi sebagai matriks. Sensor array berbasis polimer yang digunakan pada penelitian ini adalah PANi- H2SO4, PPy- H2SO4, PANi-PPy, PANi- GO, PPy-GO, PANi-PPy- GO, PVA- GO, dan Pati-Tapioka-GO. Sintesis masing-masing sensor dengan komposisi dan ketebalan tertentu telah dilakukan oleh penelitian dahulu. Sampel kopi yang digunakan yaitu dari kebun Sidomulyo, Garahan, Gumitir dan Ledokombo. Pengukuran sampel aroma kopi ini menggunakan chamber. Penyusunan sensor array berbasis polimer konduktif ini disusun berjajar mengelilingi chamber yang terbuat dari acrylic. Bentuk dari chamber sensor ialah persegi delapan dengan adanya lubang atas dan bawah sebagai jalur masuk dan keluar gas. Pengukuran aroma kopi diawali dengan uap air sebanyak 150 data sebagai data nilai baseline, dilanjutkan pengukuran uap kopi sebanyak 300 data sebagai data sampling, lalu dilakukan pengukuran uap air kembali sebanyak 300 data sebagai data nilai recovery baseline. Hasil penelitian respon sensor array dapat merespon adanya senyawa volatil pada aroma kopi. Senyawa volatil yang mengenai permukaan sensor menyebabkan interaksi antara gas volatil dengan gugus polimer konduktif atau dengan lapisan GO. Pola respon yang dihasilkan pada pengukuran membedakan aroma kopi dari berbagai kebun berbeda-beda. Perbedaan ini dapat disebabkan karena adanya kandungan senyawa volatil yang berbeda, asal daerah tempat tumbuh serta proses pengolahan kopinya. Perbedaan pola respon pada masingmasing kopi dapat dilihat dengan menggunakan analisis PCA. Hasil analisis PCA pada penelitian ini menyatakan bahwa sensor array berbasis polimer konduktif dapat membedakan aroma kopi dari masing-masing kebun yang berbeda. Keempat sampel kopi dapat dibedakan secara nyata dan dapat dikelompokkan secara optimal. Hal ini juga dibuktikan dengan hasil nilai PC1 dan PC2 pada uji PCA. Nilai PC1 sebesar 54.24% dan PC2 sebesar 33.76%, sehingga total akumulatif PC1 dan PC2 adalah 88.1%. Kinerja sensor array berbasis polimer konduktif diuji dengan menggunakan uji repeatabilitas dan reprodubilitas. Hasil dari uji repeatabilitas dan reprodubilitas menghasilkan nilai RSD dibawah 5%. Hal ini menyatakan bahwa kinerja sensor array dikatakan baik digunakan pada jangka waktu tertentu.