Aplikasi Polimer Konduktif Polipirol-Grafena Oksida Sebagai Sensor Gas Kopi Robusta dengan Variasi Ketebalan

Abstract

Sensor gas merupakan salah satu jenis sensor yang dapat merespon keberadaan analit sampel dalam fase gas dengan mengubah sinyal elektron yang terukur menjadi output dalam bentuk beda potensial, konduktivitas, atau tahanan yang dapat diukur dengan perangkat eksternal. Penggunaan material sensor gas yang telah dikembangkan adalah oksida logam. Sensor gas dengan material polimer konduktif memiliki karakteristik material penyusun dengan nilai sensitivitas tinggi dan rendahnya pengaruh kelembaban terhadap kinerja sensor. Faktor yang dapat mempengaruhi kinerja sensor adalah ketebalan polimer. Sensor gas polimer kondiktif PPy/GO dilakukan variasi terhadap ketebalan polimernya. Sensor gas polimer kondiktif PPy/GO dengan ketebalan optimum kemudian diuji kinerjanya pada pengukuran uap kopi. Pengujian selektifitas sensor gas PPy/GO dilakukan dengan mengukur 3 jenis uap kopi berbeda (Sidomulyo, Garahan, dan Gumitir) dan dilihat perbedaan selisih respon untuk ketiga jenis kopi tersebut. Titik fokus penelitian ini adalah menentukan ketebalan optimum sensor gas PPy/GO dalam merespon uap kopi. Variasi ketebalan polimer yang dihasilkan yaitu 0,083mm; 0,21mm; 0,39mm; dan 0,60mm. Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap, yaitu sintesis komposit PPy/GO, penentuan ketebalan optimum sensor, dan kinerja sensor dalam karakterisasi aroma kopi dari 3 kebun yang berbeda. Tahap pertama adalah melakukan sintesis PPy, sintesis GO dan kemudian dilanjutkan dengan pencampuran PPy dan GO menjadi komposit PPy/GO. Hasil sintesis PPy, GO, dan PPy/GO dikarakterisasi dengan menggunakan FTIR. Komposit PPy/GO yang berhasil disintesis, dicoating pada PCB menggunakan metode drop coating, variasi nilai ketebalan polimer didapatkan dari jumlah tetes yang ditambahkan. Sensor diuji sensitivitasnya pada uap kopi dengan variasi konsentrasi uap kopi (w/v) 0,5 gram, 1 gram, 2 gram, 3 gram, dan 4 gram dalam 45 mL air. Sensor dengan ketebalan optimum kemudian dilakukan pengujian kinerja pada uap kopi. Data yang diperoleh kemudian diuji nilai repeatabilitas dan reprodusibilitas menggunakan nilai %RSD. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa PPy/GO berhasil disintesis dengan melihat pada analisis FTIR PPy/GO, yaitu adanya gabungan puncak PPy dan GO akibat adanya interaksi gugus karboksil dari GO dengan gugus amina dari PPy. Komposit PPy/GO yang berhasil disintesis digunakan sebagai sensor dengan ketebalan optimum yang didapatkan pada penelitian ini yaitu 0,21 mm, ditinjau dari nilai sensitvitas dan waktu respon yang dihasilkan. Sensor dengan ketebalan 0,21 mm memiliki nilai sensitvitas 1,0459 dan waktu respon 41 detik. Pengujian sampel kopi dari 3 kebun yang berbeda menunjukkan bahwa responnya mengalami sedikit perubahan, akan tetapi berdasarkan nilai %RSD reprodusibilitas selisih respon sampel kopi masih menunjukkan hasil pengukuran yang baik atau reprodusibel. Hal ini menunjukkan bahwa respon aroma kopi memang cenderung berubah setiap waktu, tetapi perubahan tersebut masih dalam kriteria presisi. Hasil uji repeatabilitas dan reprodusibilitas pada sensor didapatkan rentang nilai %RSD 1,11%-4,75%. Kemampuan sensor PPy/GO dalam karakterisasi aroma kopi juga dapat dikatakan baik, selisih yang dihasilkan oleh tiap jenis kopi berbeda jauh dan akurat dengan nilai simpangan (SD) yang kecil.