Electronic Theses and Dissertation

Masalah lingkungan akibat akumulasi limbah plastik telah menjadi perhatian global dan mendorong upaya pengembangan bahan kemasan yang ramah lingkungan. Salah satu alternatif yang menjanjikan adalah penggunaan bionanokomposit berbasis bahan alam, seperti pati aren dan kitosan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penambahan Nitrogen doped Carbon Quantum Dots (N-CQDs) yang disintesis dari ekstrak daun kelor terhadap sifat termo-mekanik dan fungsional dari bioplastik tersebut. Variasi konsentrasi N-CQDs digunakan untuk mengevaluasi perbedaan karakteristik yang dihasilkan. Pengujian dilakukan melalui serangkaian karakterisasi, meliputi uji kuat tarik dan elongasi untuk mengetahui kekuatan mekanik, uji water uptake dan permeabilitas uap air untuk menilai ketahanan terhadap air, serta analisis FTIR guna mengamati stabilitas struktur kimia. Selain itu, pengujian UV-barrier dan fluoresensi dilakukan untuk mengevaluasi kemampuan dalam menghambat radiasi ultraviolet dan memantulkan cahaya di bawah paparan sinar UV. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan N-CQDs memberikan efek positif terhadap peningkatan kekuatan mekanik dan ketahanan terhadap air serta uap air. Kemampuan dalam menyerap sinar UV juga meningkat, disertai munculnya fluoresensi yang menandakan keberadaan dan sebaran partikel N-CQDs dalam matriks. Tidak terdapat perubahan signifikan pada struktur kimia utama , yang menunjukkan bahwa interaksi bersifat fisik. Temuan ini menunjukkan potensi N-CQDs sebagai aditif alami dalam produksi kemasan biodegradable yang lebih fungsional dan berkelanjutan.

Kata Kunci: Nitrogen doped carbon quantum dots, bionanokomposit , pati aren, kitosan, ekstrak daun kelor, gliserol.

The environmental issue caused by plastic waste accumulation has become a global concern and has driven efforts to develop environmentally friendly packaging materials. One promising alternative is the use of bionanocomposite s derived from natural materials, such as aren starch and chitosan. This study aims to analyze the effect of adding Nitrogen-doped Carbon Quantum Dots (N-CQDs), synthesized from Moringa oleifera leaf extract, on the thermo-mechanical and functional properties of bioplastic s. Various concentrations of N-CQDs were used to evaluate differences in the resulting characteristics. The characterization included tensile strength and elongation tests to assess mechanical properties, water uptake and water vapor permeability tests to evaluate moisture resistance, and FTIR analysis to observe chemical structure stability. In addition, UV-barrier and fluorescence tests were conducted to determine the 's ability to block ultraviolet radiation and respond optically under UV light exposure. The results showed that the addition of N-CQDs had a positive effect on improving the mechanical strength and resistance of the s to water and water vapor. The 's ability to absorb UV light also increased, accompanied by the appearance of fluorescence, indicating the presence and dispersion of N-CQDs within the matrix. No significant changes were observed in the 's main chemical structure, suggesting that the interactions were primarily physical. These findings demonstrate the potential of N-CQDs as a natural additive to enhance the functionality of biodegradable packaging s and support the development of more sustainable material alternatives. Keywords: Nitrogen-doped carbon quantum dots, bionanocomposite , arenga starch, chitosan, moringa leaf extract, glycerol.