THE INFLUENCE OF SILVER ON CRYSTALINITY AND ELECTRIC CONDUCTIVITY OF FLAVONOID ANGSANA’S LATEX (Pterocarpus indicus Willd) FILM Nisfi Nahari S.H., Markus Diantoro, Abdulloh Fuad, Nasikhudin Jurusan FMIPA Universitas Negeri Malang Email :
[email protected] ABSTRACT Latex is kind of liquid which is found in the part of a plant, such as in the leave or stem. One of kind of tree in Indonesia which has a great amount of latex is Angsana tree (Pterocarpus indicus Willd). Angsana’S tree contains chemical compound so-called flavonoid which has C6-C3-C6 carbon design. Thus, this research has aim to know the influence of Ag towards crystallinity and electric conductivity on Flavonoid Angsana’s latex -Ag film. Spin coating method is used to grow film upon nickel substrat. The result of analysis of FTIR, it can be conclued that flavonoid compound belongs to kind of rutin (Hussain, 2009). The result of XRD characterization shows that there is crystallinity increase for the variety of Silver 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M and 0.5 M in the amount of 0.66%, 0.95%, 1.94%, 3.37% and 4.11%. SEM photography shows that there are some grains of Ag compound. EDAX’s test result shows that there is no Ag compound on At percentage for 0.1 M and 0.2 M because the adding mass of AgNO3 is only few; on the other hand, for the variety of 0.3 M, 0.4 M and 0.5 M shows that there is percentage increase in the amount of 3.60%, 3.66% and 4.20%. The nature of electric, precisely electric conductivity, will increase as well as the addition of Ag. Therefore, the electric conductivity values are 3.22 S/cm, 95.73 S/cm, 391.56 S/cm, 428.05 S/cm, dan 542.85 S/cm. Keywords: Angsana’s tree (Pterocarpus indicus Willd), silver (Ag), crystallinity, electric conductivity. PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara yang sangat kaya sumber daya alam. Potensi kekayaan alam yang dimiliki sangat melimpah. Garis khatulistiwa yang membentang di negara Indonesia mengakibatkan matahari setiap saat dapat dijumpai, sehingga tumbuh-tumbuhan dapat tumbuh sepanjang tahun. Berbagai macam jenis tumbuhan tropis mendominasi negara ini (Tustiyani, 2013). Hal ini dapat menguntungkan bagi Indonesia apabila dikelola secara baik. Namun, dalam kenyataannya pemanfaatan sumber daya alam ini belum dilakukan secara maksimal. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan sumber daya alam yang diiringi dengan perkembangan IPTEK (Ilmu Pengetahuan dan Teknologi) agar dapat menghasilkan produk dalam negeri yang berkualitas baik. Salah satu contoh sumber daya alam yang melimpah di Indonesia adalah getah. Getah merupakan sumber daya alam yang berasal dari tumbuhan. Getah yang sering dimanfaatkan yaitu getah yang berasal dari pohon karet. Selain pohon karet terdapat pohon yang dapat dimanfaatkan getahnya. Salah satu tumbuhan tersebut adalah pohon Angsana dengan nama ilmiah Pterocarpus indicus Willd. Pohon angsana menghasilkan getah yang banyak. Getah Pterocarpus indicus Willd berwarna merah kental. Getah dari batang pohon Angsana
(Pterocarpus indicus Willd) mengandung polimer alam yaitu flavon yang merupakan polifenol (Fatimah, 2008). Produk alam banyak mengandung flavon yang memiliki struktur kimia C6-C3-C6. Flavonoid merupakan salah satu dari sekian banyak senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan oleh suatu tanaman, yang bisa dijumpai pada bagian daun, akar, kayu, kulit, tepung sari, bunga dan biji (Sriningsih, 2008). Flavonoid memiliki aktivitas biologi yang signifikan seperti anti mikroba, antioksidan, antikanker (Laghari et al, 2011). Polimer adalah zat yang dihasilkan dari molekul kecil yang sangat banyak dengan satuan struktur berantai panjang baik lurus, bercabang ataupun menyilang yang berulang (Heryati, 2008). Polimer dapat diperoleh langsung dari alam dan dengan cara sintetis. Polimer alam contohnya protein, enzim, pati dan selulosa yang penting dalam proses pertumbuhan dan fisik dari tumbuhan dan hewan (Callister, 2010). Sedangkan polimer buatan atau sintesis contohnya polivinil klorida, polietilena dan polistirena. Kebanyakan polimer dari alam digunakan sebagai bahan pembuatan ban, cat, kain, dan lainlain. Namun dengan perkembangan ilmu dan tekonolgi sekarang, polimer tidak hanya dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan tekstil 1
ataupun ban melainkan dapat dimanfaatkan untuk aplikasi conducting polymer. Conducting polymer dipelajari secara luas karena memiliki konduktivitas yang besar, tahan korosi dan mudah diperoleh (Vázquez, 2009). Aplikasi conducting polymer misalnya transistor, pemancar cahaya organik (OLED), perangkat photovoltaic, sensor, bioimplants, pelindung korosi dan penyimpanan energi listrik (Leo´n et al, 2008). Sekarang banyak peneliti yang mengkaji polimer menyangkut sifat kimia dan fisika. Untuk memperoleh sifat fisika yang baik, maka dapat dilakukan dengan cara menambahkan ion logam ke dalam polimer. Penambahan ion logam ke dalam polimer dapat dilakukan dengan menggunakan unsur logam. Beberapa unsur di golongan transisi seperti Mn, Fe, Cu, Zn, Pt, Au, Ag digunakan sebagai doping material. Doping logam biasanya dilakukan untuk menghasilkan material dengan sifat listrik yang baik. Karena logam Ag memiliki sifat kelistrikan yang baik maka hal ini dapat dimanfaatkan untuk memodifikasi sifat polimer agar terbentuk conducting polymer (Ali et al, 2013). Ag memiliki konduktivitas listrik 630.5 mohm-cm-1, nilai ini paling tinggi diantara logamlogam Cu, Au, Pb, Pd, Pt, Ni, Cr, Mo, W, Al. Saat ini nanoteknologi menjadi pusat perhatian para peneliti. Nanoteknologi merupakan teknologi yang digunakan untuk memperoleh material dengan ukuran kurang dari 100 nm. Banyak metode yang digunakan untuk menghasilkan nanomaterial misalnya metode solid state sintering, hidrotermal dan sol gel. Pembuatan film tipis juga menggunakan nanoteknologi. Untuk memperoleh partikel nano, maka bahan dimasukkan ke dalam alat Ultrasonicbath. Salah satu metode yang mudah untuk membuat film tipis adalah metode spin-coating. Penelitian yang dilakukan oleh Mi-Hyae (2009) membahas pendekatan baru untuk fabrikasi perangkat elektronik organik. Polimer solar sel yang ditambahkan dengan TiO2:Cs memiliki efektivitas polymer light emitting devices yang unik dengan tegangan yang rendah. Selain itu penelitian yang dilakukan oleh Gunawan (2010) melaporkan bahwa telah berhasil meneliti komposit karet alam-silika. Komposit karetalam-silika ini memiliki potensi yang baik untuk dipergunakan sebagai material berbasis karet alam terutama sebagai produk protektif dengan performa tinggi. Sejauh ini masih belum ada penelitian tentang pembuatan film yang bebahan dasar polimer alam. Peneliti sering menggunakan polimer sintesis seperti polianilin pada penelitian Ali (2013). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perak (Ag) pada film
Flavonoid getah Angsana-Ag terhadap kristalinitas dan konduktivitas listrik. METODE EKSPERIMEN Ekstraksi Polimer Flavonoid Ekstraksi polimer flavonoid diawali dengan pengambilan getah pohon Angsana di pinggir jalan kampus Universitas Negeri Malang. Memasukkan getah ke dalam cawan petri kemudian memanaskannya diatas hotplate sampai kering (berubah menjadi bubuk) dengan temperatur 100 0C. Menimbang bubuk getah angsana sebanyak 5 gram kemudian memasukkannya ke dalam gelas ukur dan mencampurkan bubuk tersebut dengan metanol sebanyak 10 ml (1:2). Setelah itu homogenisasi campuran dengan menggunakan magnetic stirer (sekitar 30 menit). Apabila sudah homogen maka campuran tersebut disonikasi selama satu jam. Setelah itu menyaring campuran tersebut dengan kertas saring dan mendiamkannya selama 24 jam. Setelah proses pengeringan selesai maka diperoleh bubuk ekstrak flavonoid Angsana. Sintesis Larutan Getah-Ag Fabrikasi film Flavonoid getah-Ag diawali dengan pengambilan getah pohon Angsana di pinggir jalan kampus Universitas Negeri Malang. Kemudian melarutkan AgNO3 dengan aceton untuk kemolaran 0.1 M. Menggerus Asam Comphorsulfonic (CSA) 0.5 gr kemudian dicampur dengan ekstrak flavonoid getah Angsana sebanyak 1 gr. Memasukkan campuran AgNO3-aceton sebanyak 10 mL dan campuran ektrak flavonoid-CSA ke dalam beaker glass. Mengaduk larutan ini dengan magnetic stirer sampai menghasilkan larutan yang homogen. Apabila sudah homogen maka memasukkan campuran tersebut ke dalam tabung reaksi dan disonikasi selama satu jam untuk memperoleh ukuran nano. Mengulangi proses tersebut untuk kemolaran 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M dan 0.5 M. Deposisi Film Flavonoid Getah Angsana-Ag Membersihkan substrat nikel yang berukuran 1x1 cm dengan alkohol. Pembuatan film Flavonoid getah Angsana-Ag menggunakan metode spin coating. Menempelkan substrat nikel pada alat spin coater dengan menggunakan double tape. Meneteskan getah-Ag diatas substrat nikel menggunakan pipet tetes, kemudian mengatur spin coater dengan kecepatan 1500 rpm selama 60 detik. Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dapat mengulangi proses spin coating. Mengulangi proses tersebut untuk kemolaran 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M dan 0.5 M.
2
1371.39 cm-1 merupakan gugus fungsi C-H. Untuk gugus fungsi C=C aromatik terjadi pada bi1angan gelombang 521.83 cm-1 dan 1606.70 cm-1 sedangkan gugus fungsi C-H alifatik terjadi pada bilangan 2735.06 cm-1. Bilangan gelombang 3130.47 cm-1 merupakan gugus fungsi -OH karena bilangan gelombang ini muncul pada rentang 3000-3500 cm-1 (Sukadana, 2009).
Getah Pohon Angsana
Ekstraksi
Uji FTIR
Flavonoid
Sintesis Campuran Getah Angsana-Ag
Hasil Uji XRD Film Flavonoid Getah Angsana-Ag Hasil uji XRD dianalisis dengan Fulprof . Gambar 3 merupakan pola XRD dari substrat Nikel, Ag dan film Flavonoid getah Angsana-Ag. Deposisi Film
Uji XRD Uji SEM Uji Konduktivitas Listrik
Gambar 1 Skema kerja penelitian Film Flavonoid Getah Angsana-Ag
Film yang terbentuk yang dikarakterisasi dengan XRD, SEM konduktivitas listrik. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Uji FTIR Getah Pohon Angsana Hasil uji FTIR setelah ekstraksi Getah Pohon Angsana ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 3 Pola XRD Film Flavonoid Getah Angsana-Ag
Dari hasil analisis menunjukkan adanya pergeseran puncak sampel dibandingkan dengan model dari AMCSD. Model yang diperoleh dari AMCSD untuk Ag akan terdapat puncak pada 2𝜃 = 37.93° dan 2𝜃 = 44.08°. Untuk 0.1 M tidak terdapat puncak Ag karena konsentrasi perak nitrat yang digunakan terlalu sedikit. Pada 0.2 M muncul puncak 2 𝜃 = 38.08° dan 44.34°. Hasil XRD 0.3 M menunjukkan adanya puncak 2𝜃 = 38.10° dan 44.40°. Untuk 0.4 M juga menghasilkan puncak pada 2𝜃 = 38.12° dan 44.43°. Ditemukan puncak 2𝜃 = 38.13° dan 44.44° pada 0.5 M.
Gambar 2 Hasil Uji FTIR setelah ekstraksi Getah Pohon Angsana
Hasil analisis yang diperoleh menghasilkan gugus fungsi C-H aromatik, C-O aromatik, C-O alkohol, C-H, C=C aromatik, C-H alifatik dan -OH dapat dikatakan senyawa flavonoid ini termasuk dalam jenis rutin (Hussain). Gugus fungsi C-H aromatik pada bilangan gelombang 858.32 cm-1. Bilangan gelombang 974.05 cm-1, 1008.77 cm-1 dan 1062.78 cm-1 termasuk ke dalam gugus fungsi C-O aromatik. Gugus fungsi C-O alkohol terjadi pada bilangan gelombang 1107.14 cm-1, 1157.28 cm-1, 1209.37 cm-1, 12869 cm-1. Pada bilangan gelombang
Kristalinitas Kristalinitas dapat diukur dengan menggunakan uji XRD kemudian dianalisi menggunakan software origin 8. Persamaan untuk menentukan kristalinitas ditunjuukkan oleh persamaan 1. 𝐾𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑡𝑎𝑠 % =
3
𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑚𝑜𝑟𝑓 𝑥 100% 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
Gambar 4 merupakan hubungan antara kristalinitas dan konsentrasi Ag.
(d)
(e)
Gambar 4 Hubungan antara kristalinitas dan konsentrasi AgNO3.
Hasil analisis diperoleh kristalinitas untuk konsentrasi AgNO3 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M dan 0.5 M secara berturut-turut 0.66 %, 0.95 %, 1.94 %, 3.37 %, dan 4.11%.
Gambar 5. Hasil morfologi uji SEM Film Getah Angsana-Ag untuk variasi konsentrasi AgNO3: (a) 0.1 M, (b) 0.2 M, (c) 0.3 M, (d) 0.4 M dan (e) 0.5 M.
Gambar 5 (a) merupakan morfologi permukaan dari film getah Angsana-Ag dengan variasi konsentrasi AgNO3 0.1 M. 5 (a) menunjukkan adanya retakan getah Angsana-Ag pada permukaan film karena getah mudah sekali retak. Gambar 5 (b) menunjukkan bentuk bulat yang tidak teratur dengan adanya lapisan yang menyelimuti seperti kabut bisa saja ini muncul bentuk fisik baru karena sudah dipreparasi terlalu lama. Gambar 5 (c) menunjukkan adanya butiranbutiran kecil yang kemungkinan adalah Ag. Hasil Gambar 6 (d) menunjukkan adanya butiran-butiran yang ukurannya lebih besar dibanding dengan Gambar 5 (c). Untuk Gambar 5 (e) menunjukkan adanya butiran-butiran kecil seperti pada Gambar 5 (c). Munculnya butiran-butiran Ag menandakan masih belum homogen campuran getah Angsana-Ag. Selain itu sebelum dilapiskan di atas substrat nikel campuran getah Angsana-Ag tidak disaring sehingga menyebabkan munculnya butiran-butiran Ag. Apabila disaring campuran getah Angsana-Ag mudah menyerap di kertas saring. Polimer alam cepat sekali mengering sehingga tidak dilakukan. Hasil yang diperoleh pada pengujian EDAX adalah Wt% dan At%. Pada 0.1 M dan 0.2 M tidak ada Wt% dan At% Ag. Adanya perbedaan unsur Ag, C, O dan Ni yang signifikan ditunjukkan pada Tabel 1 antara varisasi 0.3 M, 0.4 M dan 0.5 M.
Hasil Uji SEM EDAX Film Flavonoid Getah Angsana-Ag Untuk mengetahui morfologi permukaan dari film Flavonoid getah Angsana maka dilakukan uji SEM, Hasil pengujian SEM ditunjukkan pada Gambar 5. (a)
(b)
(c)
4
Tabel 1 Hasil Uji EDAX untuk variasi konsentrasi AgNO3 0.3 M, 0.4 M dan 0.5 M Wt % At % Unsur 0.3 M 0.4 M 0.5 M 0.3 M 0.4 M 0.5 M 47.34 40.22 40.55 70.92 72.44 73.28 C 18.01 08.13 06.79 20.25 11.05 09.21 O 21.58 20.82 18.19 03.60 03.66 04.20 Ag 08.25 25.94 28.57 22.53 10.56 09.60 Ni
2. Penambahan perak (Ag) meningkatkan konduktivitas listrik pada film flavonoid berbahan dasar getah pohon Angsana (Pterocarpus indicus Willd).
Persentase Wt untuk Ag mengalami penurunan 21.58 %, 20.52 %, dan 18.19 %. Berdasarkan hasil uji EDAX menunjukkan adanya peningkatan yang signifikan pada persentase At. Unsur Ag pada 0.3 M sebesar 3.60 %, 0.4 M 3.66%, dan 0.5 M 4.20 %. Hal ini dipengaruhi karena meningkatnya konsentrasi Ag. Selain itu terjadi penurunan pada unsur Ni 22.53%, 10.56 %, dan 9.60% penyebabnya karena masuknya Ag pada bagian atas substrat. Dengan demikian terbukti bahwa Ag dapat ke dalam film getah Angsana-Ag.
DAFTAR RUJUKAN Ali, Yasir et al. 2013. Surface Modification of Polyaniline Nanofiber Using Silver Nanoparticle to Enhace Sensing Properties.Advanced Materials Journal: 368-372. Bai, Hua & Shi, Gaoquan. 2007. Gas Sensors Based on Conducting Polymers. Journal Sensors by MDPI ISSN 1424-8220 No.7: 267-307. Bumrungsri, Sara et al. 2008. The infestation by an exotic ambrosia beetle, Euplatypus parallelus (F.) (Coleoptera: Curculionidae: Platypodinae) of Angsana trees (Pterocarpus indicus Willd.) in southern Thailand. Songklanakarin Journal Science Technology 30 (5): 579-582. Callister, William D and David G. 2010. Materials Science And Engineering An Introduction, 8th edition. The United States of America: John Willey and Sons,Inc. Danida Forest Seed Center. 2000. Pterocarpus indicus Willd, (online), http://curis.ku.dk/portalife/files/20648510/pt erocarpus_indicus_int.pdf, diakses 23 November 2013. Fatimah, Cut. 2004. Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Daun Angsana (Pterocarpus indicus Willd) Secara in vito & Efek Penyembuhan Sediaan Salap Terhadap Luka Buatan Kulit Marmut yang Diinfeksi. Tesis tidak diterbitkan: Program Studi Ilmu Farmasi Universitas Sumatera Utara. Gunawan, Indra dkk. 2011. Synthesis And Characterization Of Natural Rubber-Silica Composite. Indonesian Journal of Materials Science, Vol. 12, No. 2: 86-90. Heneczkowski, Maciej et al. 2001. Infrared Spectrum Analysis of Some Flavonoids. Acta Poloniae Pharmaceutica – Drug Research Vol. 58 ISSN 0001-6837 No. 6: 415-420. Heryati, Sri Hayyu Alynda. 2008. Kimia & Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca Exact. Jayanti, Nolika Wiji dkk. 2012. Isolasi & Uji Toksisitas Senyawa Aktif dari Ekstrak Metilena Klorida (MTC) Lengkuas Putih (Alpinia galanga (L) Willd). Jurnal Chem. Prog. Fakultas MIPA Universitas Lambung Mangkurat Vol. 5 No.2.
Hasil Uji Konduktivitas Listrik Film Flavonoid Getah Angsana-Ag Pengukuran konduktivitas listrik menggunakan metode four pints probe. Data yang diperoleh berupa grafik hubungan antar I dan V. Gambar 6 merupakan hubungan antara konsentrasi AgNO3 dan konduktivitas listrik.
Gambar 6. Hubungan konsentrasi AgNO3 dan konduktivitas listrik.
Hasil uji konduktivitas untuk variasi konsentrasi 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M dan 0.5 M berturut-turut 3.22 S/cm, 95.73 S/cm, 391.56 S/cm, 428.05 S/cm, dan 542.85 S/cm.
KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Penambahan logam perak (Ag) dapat meningkatkan kristalinitas pada film berbahan dasar getah pohon Angsana (Pterocarpus indicus Willd).
5
Laghari, Abdul Qayoom et al. 2011. Extraction, Identification and Atioxidative Properties of the Flavonoid-Rich Fraction from Leaves and Flowers of Cassia angustifolia. American Journal of Analytical Chemistry DOI 10.436/ajac.2011.28100 Vol 2: 871878. Leo´n, C. Ponce de et al. 2008. Conducting Polymer Coatings In Electrochemical Technology. Maney on behalf of the Institute UK Institute of Metal Finishing Journal DOI 10.1179/174591908X264392. Mi-Hyae, Park et al. 2009. Doping of the Metal Oxide Nanostructure and its Influence in Organic Electronics. Advanced Functional Materials Journal No. 19: 1241–1246. Rohyami, Yuli. Penentuan Kandungan Flavonoid dari Ekstrak Metanol Daging Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa Scheff Boerll). Jurnal Kimia Analis FMIPA UII Yogyakarta ISSN 1410-2315 Vol. 5 No. 1: 1-8. Sathishkumar, Thiyagarajan et al. 2013. Simultaneous Extraction Optimization and Analysis of Flavonoids from the Flowers of Tabernaemontana heyneana by High Performance Liquid Chromatography Coupled to Diode Array Detector and Electron Spray Ionization/Mass Spectrometry. Hindawi Publishing Corporation ISRN Biotechnology Volume 2013, Article ID 450948. Sriningsih dkk. 2008. Analisa Senyawa Golongan Flavonoid Herba Tempuyung (Sonchus arvensis L.). Laporan penelitian Pusat P2 Teknologi Farmasi dan Medika Deputi Bidang TAB BPPT. Sukadana, I M. Senyawa Antibakteri Golongan Flavonoid Dari Buah Belimbing Manis (Averrhoa Carambola Linn.L).JURNAL KIMIA ISSN 1907-9850 Vol. 3 No. 2: 109116. Tustiyani, Isna. 2013. Kekayaan Alam Indonesia yang Melimpah, (online), (http://news.liputan6.com/read/738577/keka yaan-alam-indonesia-yang-melimpah), diakses 30 November 2013. Vázquez, Norma Aurea Rangel dkk. 2009. Characterization of Copolymer Based in Polyurethane and Polyaniline (PU/PANI). Mexico Chemistry Soc. Journal ISSN 1870249X No. 53(4): 248-252.
6
