Peran Sains dalam Kebangkitan Pertanian

ISBN: 978-979-95093-4-5

Prosiding Seminar Nasional Sains

Peran Sains dalam Kebangkitan Pertanian

Bogor, 1 November 2008

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Bogor

2008

ISBN: 978-979-95093-4-5

Prosiding Seminar Nasional Sains

Peran Sains dalam Kebangkitan Pertanian Bogor, 1 November 2008

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Bogor

2008

__________________________________________________________________ Copyright© 2008 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Institut Pertanian Bogor (IPB) Prosiding Seminar Nasional Sains: “Peran Sains dalam Kebangkitan Pertanian” Bogor, 1 November 2008 FMIPA-IPB, Jalan Meranti Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680 Telp/Fax: 0251-8625481/8625708 http://fmipa.ipb.ac.id

vii + 269 halaman

ISBN: 978-979-95093-4-5

KATA PENGANTAR Sektor pertanian selain merupakan tumpuan perekonomian bangsa Indonesia, juga sangat berpengaruh terhadap ketahanan bangsa. Terjadinya krisis pangan dan energi merupakan contoh ketidaksiapan sektor pertanian menghadapi tuntutan zaman. Oleh karena itu, peningkatan produktivitas pertanian secara signifikan baik kuantitas maupun kualitas merupakan keharusan untuk mengatasi berbagai krisis terkait pertanian ini. Penguasaan, pengembangan dan penerapan sains merupakah langkah yang strategis untuk peningkatan produktivitas pertanian secara signifikan. Berkembangnya bioteknologi adalah contoh nyata dari pentingnya sains dalam menjawab tantangan ini. Kini, nanoteknologi merupakan tantangan dan peluang bagi peneliti sains untuk mengembangkannya ke arah pertanian (Nanoteknologi Pertanian). Pemodelan dan teknologi sensor telah dimanfaatkan untuk mengembangkan precission farming dan meningkatkan efisiensi pertanian merupakan contoh lain pentingnya sains dalam pertanian. Dukungan sains, juga sangat diperlukan dalam upaya mengatasi krisis energi dengan berbagai sumber energi alternatif. Sains akan berperan dalam memahami dan mengembangkan proses biologis, kimiawi maupun fisik sehingga energi alternatif menjadi menguntungkan secara ekonomi dan ramah lingkungan. Seminar Nasional Sains yang dilaksanakan pada tanggal 1 Nopember 2008 mengambil tema “Peran sains dalam kebangkitan pertanian” dengan tujuan untuk mengidentifikasi potensi hasil-hasil penelitian sains, pengembangan dan prospeknya untuk mendukung kebangkitan pertanian dalam upaya mengatasi krisis pangan dan energi. Seminar Nasional Sains ini juga merupakan bagian dari kegiatan Pesta Sains 2008 tingkat nasional yang diselenggarakan oleh FMIPA-IPB setiap tahun yang termasuk kegiatan rangkaian Dies Natalis IPB. Satu makalah utama dari Menteri Pertanian yang diwakili oleh Sekretaris Jendral Departemen Pertanian, dan tiga makalah undangan dengan tiga topik utama, yaitu nanoteknologi untuk pertanian, pemodelan untuk pertanian, dan sumber energi alternatif dipresentasikan dan didiskusikan pada Seminar Nasional Sains ini. Selain itu 25 makalah hasil penelitian dipresentasikan pada tiga kelas paralel, yaitu Biosains, Sensor dan Pemodelan, serta Energi Alternatif dan Nanosains. Makalah-makalah hasil penelitian ini merupakan isi dari prosiding ini. Seminar dihadiri oleh kalangan dosen dan peneliti dari Perguruan Tinggi, peneliti dari Litbang-litbang Departemen Teknis, Mahasiswa Pascasarjana, dan guru-guru SLTA dengan asal institusi yang terbentang dari Nangro Aceh Darussalam sampai Manado dan Makassar. Ucapan terima kasih disampaikan kepada FMIPA-IPB yang telah mendukung penuh kegian Seminar Nasional Sains yang pertama ini. Ucapan terima kasih juga untuk seluruh Panitia Seminar dan mahasiswa dari tim dari Pesta Sains 2008, serta semua pihak yang telah mensukseskan acara seminar ini. Kami sangat berterima kasih juga kepada semua pemakalah atas kerjasamanya, sehingga memungkinkan prosiding ini terbit. Akhir kata, kami menunggu kritik dan saran dari sidang pembaca untuk perbaikan ke depan, dan semoga prosiding ini bermanfaat bagi semua pihak.

Bogor, Desember 2008 Panitia Seminar Nasional Sains 2008 FMIPA-IPB Bogor

Panitia Seminar Nasional Sains Penanggung Jawab : Kiagus Dahlan (Wakil Dekan FMIPA IPB) Ketua Pelaksana

: Ence Darmo (Koordinator Komisi Penelitian FMIPA IPB)

Sekretaris

: Suryani

Bendahara

: Dyah Iswantini

Sie Publikasi & Dokumentasi : Irman Hermadi, Kusman Sadik, Indahwati Sie Dana & Pameran

: Nur Aidi, Idung Risdianto

Sie Ilmiah & Persidangan

: Miftahudin, Zaenal Hasan

Sie Perlengkapan & Logistik : Jaharuddin, Akhiruddin Sie Konsumsi

: Fitri dkk

Pameran Departemen & Workshop : Ali Kusnanto, Sobri Effendy

DAFTAR ISI No.

PENULIS

JUDUL

HALAMAN

BIOSAINS 1

Dyah Iswantini, Gustini Syabirin, Wiwi Pratiwi

Daya Inhibisi Ekstrak air dan Etanol Temu Putih (Curcuma zedoaria) terhadap Aktivitas Enzim Tirosin Kinase secara In Vitro

Lisiard Dimara, Ferdy S Rondonuwu, Leenawaty Limantara

Uji Fisika-Kimia Stabilitas Pigmen Karetenoid pada Ekstrak Kasar Buah Merah Papua (Pandanus conoideus Lam.) Potensi sebagai Pewarna Alami

17

3

Ani Rosiyanti, Leenawaty Limantara

Degradasi Bakteriofeoforbid a dalam Pelarut Methanol oleh Asam

33

4

Fahruddin

Penggunaan Bahan Organik Tanah sebagai Sumber Inokulum dalam Mengatasi Lahan Tercemar Lumpur Minyak

44

2

1

5

AE Zainal Hasan, IM Artika, Popi, M Lasmiyanti

Alternatif Antikaries Gigi: Propolis

6

Arinana, Yudi Rismayadi, Mustika Dewi

Efikasi Fumigan Aluminium Phosphida terhadap Rayap Kayu Kering Cryptotermes cynocephalus (Isoptera: Kalotermitidae)

71

Elsa Lisanti, Nurmasari S, Maria Ulfa, Herdis

Pengaruh Pengencer Susu Kedelai dengan Penambahan Fruktosa terhadap Motilitas dan Daya Tahan Hidup Spermatozoa pada Semen Cair Domba (Ovis aries)

80

8

Priatna Sasmita

Daya Kultur Antera Berbagai Genotipe Padi Sawah Oryza sativa L. subsp. indica

88

9

Widaningrum, Abubakar

Inovasi teknologi Pengolahan Sayuran: Sayuran Kering dan Sayuran Siap Santap

98

10

Abubakar, Widaningrum

Penentuan Critical Control Points (CCP) dan Control Points (CP) pada Proses pembuatan Mi Basah dari Tepung Ubi Jalar dengan Campuran Pati Ubi Kayu

111

Kadar Unsur Hara Kompos Bahan Baku Sampah Rumah Tangga

128

7

11

Winarsih, Sri Mulyaningsih

51

ENERGI ALTERNATIF 12

13

14

Tantangan dan Kendala Pengembangan Komoditas Penghasil Bahan Bakar Minyak Nabati (Biofuel): Studi Kasus Nusa Tenggara dan Bali

136

Eniya Listiani Dewi, MA Rachman

Pembuatan Fuel Cell sebagai Sumber Energi Alternatif Menggunakan BioHidrogen sebagai Bahan Bakar baru

144

M Rifki, Irzaman, H Alatas

Optimasi Efisiensi Tungku Sekam dengan Variasi Lubang Utama pada Badan Kompor

151

Hamim, Miftahudin

No.

PENULIS

JUDUL

HALAMAN

15

Heru Wahyudi

Alat Penghemat Listrik untuk Semua Jenis Setrika Menggunakan Sistem Sensor

162

16

Bilalodin

Disain Sistem Sensor Kecepatan Angin Secara Real Time

170

17

Suprihatin

Perolehan Kembali Bahan Bernilai Ekonomis dari Limbah Cair Industri Pertanian

176

NANOSAINS 18

Akhiruddin Maddu, F Mourad, ST Wahyudi, M Kurniati

Fotoelektroda Nanokristal TiO2 Termodifikasi ZnO untuk Aplikasi Sel Surya Tersensitisasi Dye dengan Elektrolit Konduktor Hole CuSCN

187

19

Irzaman, J Zamal, N Sabani

Atomic Force Microscopy Nanoscale Study of Aluminum Thin Film on Si (100) Substrate

198

20

Henny Purwaningsih, E Johan, N Matsue, T Henmi

Sintesis dan Uji Aktivitas Adsorpsi Nano-tubular Imogolite Tersubstitusi Cu

202

21

Kiagus Dahlan, AN Laeny, A Maddu, S Giat,

Synthesis of Amorphous Calcium Phosphate made of Eggshell by Low TemperaturePrecipitation Method

207

MODEL DAN SENSOR 22

Eti Dwi Wiraningsih, Widodo, L Aryati, S Toaha

Model SIS dengan Pertumbuhan Logistik

23

Sri Nurdiati

Information Extraction Using Knowledge Graft Method

226

24

Yiyi Sulaeman, R Shofiyati, S Bachri

Integrasi Teknologi GIS dan Web dalam Konservasi dan Diseminasi Informasi Spasial Sumberdaya Lahan Pertanian

236

Effendi Tri Bahtiar

Optimalisasi Produksi Glulam Melalui Pemilahan Lamina

256

25

215

Atomic force microscopy nanoscale

Nanosains

Atomic Force Microscopy Nanoscale Study of Aluminum Thin Film on Si (100) Substrate Irzaman1, Z. Jamal2, Norhayati Sabani2 1

Division of Applied Physics, Department of Physics, FMIPA IPB, Kampus IPB Darmaga Gedung Wing S Bogor, Indonesia – 16680 Email : [email protected], [email protected] 2

School of Microelectronic Engineering Univistity Malaysia Perlis Jalan Bukit Lagi, 01000 Kangar Perlis, Malaysia. Email :[email protected]

Abstract Aluminum thin films were successfully deposited on p-type Si (100) substrate. The thin films were fabricated using the thermal evaporation method at vacuum pressure in the range of 10-3 to 10-4 torr. The surface roughness and grain size of the grown thin films were characterized by atomic force microscope (AFM) method Model JEOL SPA300/400 at 3 different analysis area in nanoscale; 50 nm x 50 nm, 100 nm x 100 nm and 500 nm x 500 nm. The rms surface roughness of aluminum thin film at the analysis area of 50 nm x 50 nm; 100 nm x 100 nm and 500 nm x 500 nm are 13.90 nm, 35.70 nm, 43.25 nm, respectively, whereas the grain size (mean diameter) are 23.66 nm, 83.90 nm, 412.80 nm, respectively. The reform value of the nano rms surface roughness and nano grain size of aluminum films are possibly associated with the anti site defects of p-type Si (100) substrate. Keywords : AFM, aluminum, thin film, grain size, surface roughness. 1.

INTRODUCTION Aluminum (Al) thin films are well known as dielectric materials and have been used

as capacitors and high capacity of charge storage (Irzaman et al. 2003; Irzaman et al. 2006). Al films can be formed by various methods, such as thermal evaporation (Irzaman et al. 2003), and Pulsed Laser Ablation Deposition (PLAD) (Long et al. 2003). The surface roughness and grain size of the grown thin films are characterized by atomic force microscope (AFM) method. 2.

LITERATURE STUDY Many applications of nanofabrication techniques now require the production of

nanowires. The nanowires could be used in a near feature as components of technology to create electrical circuits out of compounds that are capable of being formed into extremely small circuit (electronic, opto-electronic and nanoelectromechanical devices and as leads for biomolecular nanosensors) (Nor et al. 2005). Instead of tunneling current, Prosiding Seminar Nasional Sains; Bogor, 1 November 2008

198

Atomic force microscopy nanoscale

Nanosains

AFM techniques are capable to detect the interatomic forces that occur between a cantilever probe tip and a sample. Normal imaging forces are in the 1 - 50 nanonewton range and cantilever deflections of less than 0.1 nm can be detected (nanoscale) (Long et al. 2003; Ratera et al. 2005; Dietzel et al. 205). 3.

METODOLOGY To fabricate Al thin films on p-type Si (100) substrate 2 x 2 mm2 area using the

thermal evaporation. The thin films were fabricated using the thermal evaporation method at vacuum pressure in the range of 10-3 to 10-4 torr. To investigate surface roughness and grain size of Al thin films on p-type Si (100) substrate using AFM Model JEOL SPA300/400. The surface roughness and grain size of the grown thin films were characterized by atomic force microscope (AFM) method at 3 different analysis area in nanoscale; 50 nm x 50 nm, 100 nm x 100 nm and 500 nm x 500 nm. 4.

RESULTS AND DICUSSION Aluminum thin films were successfully deposited on p-type Si (100) substrate. Fig. 1

shows 3-dimensional images using AFM method of Al thin films p-type Si (100) substrate. Fig. 2 - 4 show the 2-D and the analysis area of 500 nm x 500 nm; 100 nm x 100 nm and 50 nm x 50 nm the result of the surface roughness and mean diameter grain size of the samples. The rms surface roughness of aluminum thin film at the analysis area of 50 nm x 50 nm; 100 nm x 100 nm and 500 nm x 500 nm are 13.90 nm, 35.70 nm, 43.25 nm, respectively, whereas the grain size (mean diameter) are 23.66 nm, 83.90 nm, 412.80 nm, respectively. These results show that surface roughness and grain size of the thin film have strong correlation to the area. Observation indicates a homogenous surface obtained at 50 x 50 nm2 area.

(a)

(b)

(c)

Fig. 1. The 3-D Images of Al thin films p-type Si (100) substrate at 2 2 (a) 50 x 50 nm , (b) 100 x 100 nm , (c) 500 x 500 nm2 area. Prosiding Seminar Nasional Sains; Bogor, 1 November 2008

199

Atomic force microscopy nanoscale

(a)

Nanosains

(b)

Fig. 2. The 2-D Images of Al thin films n Si (100) substrate at (a) 500 x 500 nm2 area (b) roughness surface and grain size analyzed

(a)

(b)

Fig. 3. The 2-D Images of Al thin films n Si (100) substrate at (a) 100 x 100 nm2 area (b) roughness surface and grain size analyzed

(a)

(b)

Fig. 4. The 2-D Images of Al thin films n Si (100) substrate at 2 (a) 50 x 50 nm area (b) roughness surface and grain size analyzed

Prosiding Seminar Nasional Sains; Bogor, 1 November 2008

200

Atomic force microscopy nanoscale

5.

Nanosains

CONCLUSSION The reform value of the nano rms surface roughness and nano grain size of aluminum

(Al) films are possibly associated with the anti site defects of p-type Si (100) substrate. The physical characteristics AFM are suited for nanodevices and nanotechnology. ACKNOWLEDMENT This work was supported by Hibah Kompetensi 2008 Project, Depdiknas, The Republic of Indonesia and Short Term Research Grant from Kolej Universiti Kejuruteraan Utara

Malaysia

under

contract

No.

KUKUM/R&D/9003-00030(1)/2005

and

No.

KUKUM/R&D/9001-00033. REFERENCES Dietzel D, Faucher M, Iaia A, PAim´e J, Marsaudon S, Bonnot AM, Bouchiat V, Couturier G. 2005. Analysis of mechanical properties of single wall carbon nanotubes fixed at a tip apex by atomic force microscopy. Nanotechnology 16:S73. Irzaman, Darvina Y, Fuad A, Arifin P, Budiman M, Barmawi M. 2003. Physical and Pyroelectric Properties of Tantalum Oxide Doped Lead Zirconium Titanate Thin Films and Theirs Application for IR Sensor. Physica Status Solidi (a) 199(3):416. Irzaman, Jusoh SN, Taking S, Jamal Z, Idris MA. Effect of Annealing Low Temperature for Growth Gallium Doped Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Film and Surface Roughness and Grain size Characterization. Abstract AFSS UTM Johor Malaysia, June (2006). Long BA, Jian SHU, Ping SAU, Zu-Hong LU. 2003: Mapping Nanoscale Domains in a SolGel-Derived (Pb, La) (Zr, Ti)O3 Thin Film. Chin. Phys. Lett. 20(4):465. Nor MNM, Hashim U, Rasmi A, Halim AHA. (2006). Proceedings ICSST Kustem Kuala Trengganu Malaysia. Ratera I, Chen J, Murphy A, Ogletree DF, Fr´echet JMJ, Salmeron M. 2005. Atomic force microscopy nanotribology study of oligothiophene self-assembled films. Nanotechnology 16:S235.

Prosiding Seminar Nasional Sains; Bogor, 1 November 2008

201