Muhammad Iqbal Hidayat Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Program Studi Doktor Matematika Dan Aplikasi Sains Universitas Syiah Kuala 2023

Dissertation

Kualitas udara menjadi objek studi para peneliti di seluruh dunia sebagai akibat dari pertambahan jumlah penduduk dan aktivitasnya yang tidak terkendali yang menyebabkan pelepasan beberapa polutan seperti mikroorganisme. Upaya yang telah dilakukan pada penelitian ini adalah melakukan sintesis dan imobilisasi nanopartikel perak (Ag NPs) dan nanopartikel seng oksida (ZnO NPs) pada penyangga padat yaitu butiran silika gel beads putih berlapis kitosan (chi-SiG) sebagai kandidat filter udara antibakteri. Penggunaan kitosan bertujuan sebagai agen penstabil nanopartikel dan sebagai template melekatnya nanopartikel. Sintesis dan imobilisasi Ag NPs pada chi-SiG dilakukan menggunakan pelarut metanol dan prekursor perak di dalam rotary evaporator pada kecepatan 200 rpm dan diberikan iradiasi lampu Tungsten 60 W. Berdasarkan data ukuran partikel (TEM) diperoleh ukuran partikel Ag NPs yang telah terimobilisasi pada chi-SiG yang disingkat menjadi Ag NPs-[chi-SiG] yaitu sebesar 13,18 ± 6,9 nm, berbentuk spherical, dan terdispersi pada permukaan butiran chi-SiG. Hasil uji aktivitas antibakteri Ag NPs-[chi-SiG] terhadap Staphylococcus aureus (S. aureus) yaitu sebesar 15,40 ± 0,37 mm dan terhadap Escherichia coli (E. coli) sebesar 14,38 ± 0,06 mm. Filter antibakteri didesain dan terisi butiran Ag NPs-[chi-SiG] dan diperoleh laju inaktivasi terhadap bakteri berspora Bacillus subtilis (B. subtilis) sebesar > 98% selama 48 jam. Filter Ag NPs-[chi-SiG] dengan kondisi basah (mengandung 1,027% air) menunjukkan aktivitas antimikroba yang lebih baik yaitu sebesar 100% selama 48 jam. Berdasarkan hasil pewarnaan Gram dan spora terindikasi bahwa sel bakteri B. subtilis setelah melewati filter Ag NPs-[chi-SiG] menjadi rusak dan hancur yang mengindikasikan metabolisme selnya sudah terganggu oleh keberadaan Ag NPs. Oleh karena biaya prekursor perak yang mahal, maka dalam penelitian telah dikaji ZnO NPs yang memiliki biaya prekusornya yang rendah untuk menggantikan Ag NPs. Sintesis dan imobilisasi ZnO NPs pada butiran chi-SiG dilakukan menggunakan campuran methanol-NaOH 0,1 M dan prekursor seng di dalam rotary evaporator pada kecepatan 250 rpm dan diberikan iradiasi lampu Tungsten 40 W untuk menjaga suhu reaksi ~ 40 oC. Proses pengeringan dilakukan selama 72 jam pada suhu 60 oC di dalam oven untuk menghasilkan partikel ZnO. Berdasarkan data TEM diperoleh ukuran partikel ZnO NPs yang telah terimobilisasi pada chi-SiG yang disingkat menjadi ZnO NPs-[chi-SiG] yaitu sebesar 5,18 ± 1,7 nm, berbentuk spherical, dan terdispersi pada permukaan butiran chi-SiG. Hasil uji aktivitas antibakteri ZnO NPs-[chi-SiG] terhadap S. aureus yaitu sebesar 33,33 ± 0,07 mm dan terhadap E. coli sebesar 29,54 ± 0,33 mm. Filter antibakteri didesain dan terisi butiran ZnOAg NPs-[chi-SiG] dan diperoleh laju inaktivasi terhadap bakteri berspora B. subtilis sebesar > 92% (terhadap kontrol) selama 48 jam. Berdasarkan hasil pewarnaan Gram dan spora terindikasi bahwa sel bakteri B. subtilis setelah melewati filter ZnO NPs-[chi-SiG] menjadi rusak dan hancur yang mengindikasikan metabolisme selnya sudah terganggu oleh keberadaan ZnO NPs. Berdasarkan aspek biaya dan hasil uji antibakteri yang paling efisien, maka filter ZnO NPs-[chi-SiG] dipilih menjadi kandidat filter antimikroba yang baik. Berdasarkan uji reusabilitas filter ZnO NPs-[chi-SiG] diperoleh bahwa pada penggunaan ke- 5 x 48 jam filter tidak mampu lagi menyaring mikroba, sementara data uji regenerasi diperoleh bahwa filter dianggap masih efektif hingga penggunaan ke- 3 x 48 jam dengan laju inaktivasi yaitu sebesar > 50%. Partikel ZnO yang lepas dari filter ZnO NPs-[chi-SiG] juga dihitung dan diperoleh sebesar 1,186 mg/L (dari 10,245 g prekursor yang digunakan). Penelitian ini telah membutikan bahwa filter antimikroba yang telah dipersiapkan mampu menjadi solusi untuk desain filter antibakteri untuk mengurangi jumlah mikroorganisme di udara dalam ruangan. 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 114671 2023-09-12 19:36:03 2023-09-13 10:25:05 machine generated