Muhammad Nazar Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Fakultas Pasca Sarjana 2024

Dissertation

Penggunaan plastik konvensional berbahan baku minyak bumi telah menimbulkan kekhawatiran lingkungan yang serius karena sifatnya yang tidak dapat terdegradasi secara alami, ketergantungan pada sumber daya yang tidak dapat diperbarui, dan perannya dalam memicu polusi. Dalam beberapa dekade terakhir, banyak peneliti telah dan mempromosikan penggunaan bioplastik, biokomposit, bionanokomposit/bionanocomposite (BNC) sebagai bahan alternatif untuk plastik karena keberlanjutannya, dapat diperbarui, dan mudah terdegradasi di lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk membuat dan mengkarakterisasi BNC berbasis kitosan dan tepung ubi jalar ungu (Ipomea batatas) yang dicampur dengan Carbon Quantum Dots (CQDs) sebagai nano-filler dan ekstrak daun kelor sebagai komponen aktif. Formulasi BNC ini diharapkan akan menunjukkan peningkatan dalam sifat optik, sifat mekanik, stabilitas termal, aktivitas antioksidan, aktivitas antibakteri, dan biodegradabilitas. Penelitian ini terdiri dari 4 (empat) tahap, yaitu (1) sintesis CQDs dari arang aktif (AA) yang berasal dari ampas kopi arabika menggunakan metode radiasi microwave. Ampas kopi mula-mula dikarbonasi pada suhu 500°C selama 1 jam, diikuti dengan iradiasi microwave dengan parameter yang telah ditentukan (massa AA, daya microwave, dan waktu kontak) hingga diperoleh larutan coklat muda CQDs. CQDs lalu didekantasi dengan kecepatan 2000 rpm selama 2 jam, dan disaring menggunakan filter berpori 0,22 µm. (2) Karakterisasi CQDs meliputi uji fluoresensi (FL), sifat UV-barrier menggunakan spektroskopi UV-Vis, analisis morfologi menggunakan SEM-EDX dan TEM, uji konduktivitas, analisis ukuran partikel, dan analisis gugus fungsi kimia menggunakan FTIR. (3) Persiapan BNC menggunakan teknik solvent casting dengan komposisi tepung ubi jalar ungu (1,68 g), kitosan (2,52 g), ekstrak daun kelor (0,06 g), gliserol (1,8 g), dan CQDs dengan konsentrasi 50-400 ppm. (4) Karakterisasi BNC meliputi uji morfologi menggunakan SEM, uji opasitas dan transparansi menggunakan UV-Vis, pengukuran ketebalan film menggunakan mikrometer, uji sifat termal menggunakan analisis thermogravimetric analysis (TGA) dan diferensial scanning calorimetry (DSC), uji sifat mekanik kuat tarik (TS) dan elogation at break (EB), uji perubahan warna menggunakan metode CIELab dengan aplikasi colorimeter, uji interaksi kimia menggunakan FTIR, analisis kristalinitas menggunakan difraktometer sinar-X (XRD), uji biodegradabilitas dengan teknik penguburan menggunakan media tanah, uji antioksidan menggunakan DPPH, uji fenolik total, uji daya serap air dan uji water contact angle (WCA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sintesis CQDs menggunakan microwave optimal dicapai pada daya 80%, massa AA 1 g, dan waktu kontak 5 menit. CQDs yang dihasilkan dengan ukuran partikel 10,12 ± 1,76 nm mampu menyerap cahaya UV maksimum pada panjang gelombang 225 nm dan memancarkan cahaya tampak pada puncak maksimum 450 nm. Analisis SEM-EDS mengungkapkan bahwa CQDs mengandung beberapa atom seperti C, O, K, dan Mg dengan kelimpahan yang berbeda. Spektrum FTIR menunjukkan adanya gugus fungsi -OH, -CH, C=C, dan C=O. Karakterisasi mengkonfirmasi bahwa formulasi BNC100 memiliki sifat optik yang lebih baik sedangkan dalam uji sifat termomekanik dan biodegradabilitas, BNC50 menunjukkan kualitas yang lebih baik. Hasil uji fenolik total dan kekuatan antioksidan menunjukkan bahwa penambahan CQDs dalam komposit meningkatkan kekuatan antioksidan dan nilai fenolik dan semua formulasi dengan CQDs secara statistik berbeda dari kontrol. Uji hidrophobisitas melalui nilai water contact angle menunjukkan bahwa BNC bersifat hidrofilik karena nilai contact angle 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 126593 2024-07-25 09:04:10 2024-07-25 14:33:19 machine generated