SINTESIS NANOPARTIKEL ZIRKONIUM DIOKSIDA (ZrO 2 ) DENGAN METODE SOL GEL MENGGUNAKAN EKSTRAK NANAS SEBAGAI PENGKELAT UNTUK APLIKASI NANOFLUIDA PENDINGIN
Dini Talenti Arya 1) Ratnawulan 2) Dani Gustaman Syarif 3)
1) Mahasiswa Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang
2) Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang, Pembimbing PSTNT Bandung Diniarya33@gmail.com

## ABSTRACT
The study of the nanoparticles is rapidly growing in the industry. The application of nanoparticles is very useful in improving the thermal conductivity of the fluid coolant such as water and oil that are still low. Efforts should be made to improve the thermal conductivity of the cooling fluid by mixing nanoparticles into the basic fluid  that  is  called  Nanofluids . This  study  aimed  to  determine  the  effect  of  pineapple’s  extract  on  the characteristics of nanoparticles of Zirconium Dioxide (ZrO 2 ) in terms of phase and the value of the surface area of  the  particles of  Zirconium  Dioxide (ZrO 2 )  by  one  gram  of  it  and  see  the  effect  the  composition  of nanoparticles suspended in a fluid on viscosity, zeta potential increase in thermal conductivity . This research is an  experimental  research  that  is  conducted  at  the  Laboratory  of  Science  Techno  Centre  of  Science  Nuclear Applied  and  Technology  (PSTNT)  National  Nuclear  Energy  Agency  (BATAN)  Bandung . The  synthesis  was conducted by using sol gel with calcination temperature of 700 ℃ , ZrO 2 powder obtained then characterized by using XRD and Surface Area Analyzer. Furthermore, Zirconium Dioxide (ZrO 2 ) nanoparticles mixed into 100 ml of  distilled  water  and  characterized  using  test  equipment  Viscosity,  Zeta  Potential  meter  and Critical  Heat Flux (CHF). Results obtained in the study was the effect of the addition of pineapple extract as chelating against nanoparticles of  zirconium  dioxide (ZrO 2 ) to  prevent  agglomeration/buildup  on  the  particles of  Zirconium Dioxide (ZrO 2 ). The next result is the effect of the composition of nanoparticles of ZrO 2 that were suspended in 100 ml of distilled water to the value of fluid Viscosity, Zeta Potential and rise of Critical Heat Flux. The bigger composition  ZrO 2 led  to  a  rise  to  the  viscosity  of  Nano  fluids  water-ZrO 2, the  increase  in  the  value  of  zeta potential and the increase of the value of Critical Heat Flux (CHF) associated with thermal conductivity values. The  more  viscous  a  fluid  with  the  presence  of  nanoparticles,  the  conductivity  value  will  be  higher. High conductivity will improve the quality of the cooling fluid.
Keywords : Zirconium dioxide, Sol gel, X-Ray Diffraction (XRD), Surface Area Analyzer, Critical Heat Flux (CHF)

## PENDAHULUAN
Dalam  bidang  industri,  pemanfaatan  ilmu nanoteknologi sangat berguna dalam peng- aplikasiannya  untuk  memperbaiki  konduktifitas termal  dari  fluida  pendingin  yang  masih  rendah, seperti air dan oli [1] Konduktifitas termal yang tinggi akan meningkatkan efesiensi dari peralatan perpindahan  panas.  Sehingga  untuk  menaikkan konduktifitas  termal  dibutuhkan  fluida  pendingin yang  baik  dibanding  air  dan  oli.  Salah  satu  upaya yang  dilakukan  untuk  meningkatkan  konduktifitas termal dari fluida pendingin yaitu dengan mencampurkan partikel nano kedalam fluida pendingin. Produknya ini disebut dengan nanofluida. Nanofluida  yaitu  sebuah  produk  dari  penerapan nanoteknologi yang merupakan campuran nanopartikel  dengan  fluida  dasar  seperti  air  yang membentuk  suspensi  stabil [2] dari  nanofluida  yaitu mempunyai  stabilitas  yang  lebih  baik  dibandingkan dengan  cairan  yang  mengandung  partikel  berukuran
mikro  atau  milli [3] dan  konduktivitas  termal  lebih tinggi dari cairan dasar penyusunnya [4] .
Dalam  penelitian  ini  pembuatan  nanofluida  dari nanopartikel  ZrO 2 dilakukan  menggunakan  metode sol  gel.  Pemilihan  metoda  ini  karena  hanya memerlukan  reagen  (zat  atau  senyawa  yang ditambahkan  ke  sistem)  yang  sederhana  dan temperatur  yang  relatif  rendah  untuk  menghasilkan nanopartikel  dengan  kemurnian  tinggi [5]. Untuk menghasilkan  nanopartikel  yang  stabil,  maka diperlukan  sebuah  pengkelat/pencapit  seperti  asam sitrat [6] dari  ekstrak  nanas  dalam  proses  sintesisnya. Pemilihan  nanas  sebagai  pengkelat  dalam  penelitian ini  karena  kandungan  asam  sitrat  pada  nanas mencapai  78%  dari  total  asam [7] .  Nanopartikel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) yang terbentuk kemudian diuji  karakteristiknya  menggunakan  XRD  dan Surface  Area  Analyzer.  lalu  digunakan  untuk pembuatan  nanofluida  air-ZrO 2 dengan  dilakukan dahulu  uji  Viskositas/  kekentalan,  uji  Zeta  Potensial
dan  uji    Critical  Heat  Flux  (CHF)  untuk  nanofluida pendingin.
Prinsip  dari  XRD  ini  adalah  hamburan  oleh  tiap atom  dan  interferensi  gelombang-gelombang  oleh tiap  atom  yang  mengenai  permukaan  kristal.  Bila sinar  dilewatkan  ke  permukaan  kristal,  maka sebagian  sinar  akan  dihamburkan  dan  sebagian  lagi akan  diteruskan  ke  lapisan  berikutnya.  Sinar  yang dihamburkan  akan  berinterferensi  secara  konstruktif (menguatkan) dan destruktif (melemahkan). Hamburan  sinar  yang  berinterferensi  inilah  yang digunakan  untuk  analisis.  Difraksi  sinar-X  hanya terjadi  pada  sudut  tertentu  sehingga  suatu  zat  akan mempunyai  pola  difraksi  tertentu [8] . Difraksi  bidang kisi dapat dilihat pada Gambar 1:
Gambar 1. Difraksi Bidang Kisi [9]
Gambar menunjukkan seberkas sinar mengenai  atom  A  pada  bidang  pertama  dan  B  pada bidang  berikutnya.  Jarak  antara  bidang  A  dengan bidang B adalah d . Berkas-berkas tersebut mempunyai  panjang  gelombang λ ,  dan  jatuh  pada bidang  kristal  dengan  jarak d dan  sudut θ .  Agar mengalami  interferensi  konstruktif,  kedua  berkas tersebut  harus  memiliki  beda  jarak  n  λ.  Sedangkan beda  jarak  lintasan  kedua  berkas  adalah 2d  sin  θ . Interferensi  konstruktif  terjadi  jika  beda  jalan  sinar adalah  kelipatan  bulat  panjang  gelombang λ , sehingga dapat dinyatakan dengan Persamaan (1) : nλ = 2d hkl sin θ (1)
Surface  Area  Analyzer  (SAA)  merupakan salah  satu  alat  utama  dalam  karakterisasi  material yang  memerlukan  sampel  dalam  jumlah  yang  kecil yang  berkisar  0,1  gram  sampai  0,01  gram.  Alat  ini berfungsi  untuk menentukan  luas  permukaan material,  distribusi  pori  dari  material  dan  adsorpsi isotermis suatu gas pada suatu bahan [10] .
Luas  permukaan  merupakan  luasan  yang ditempati  satu  molekul  zat  terlarut  yang  merupakan fungsi  langsung  dari  luas  permukaan  sampel.  Luas permukaan  merupakan  jumlah  pori  di  setiap  satuan luas  dari  sampel  dan  luas  permukaan  spesifiknya merupakan  luas  permukaan  per  gram.  Luas permukaan  dipengaruhi  oleh  ukuran  partikel/pori, bentuk  pori  dan  susunan  pori  dalam  partikel [11] . Proses adsorpsi dipengaruhi oleh lima faktor yaitu :
1. Karakteristik  fisik  dan  kimiawi  adsorben  (luas permukaan dan ukuran pori).
2. Karakteristik  fisik  dan  kimiawi  adsorbat  (ukuran molekul dan polaritas molekul).
3. Konsentrasi adsorbat dalam larutan.
4. Karakteristik larutan (pH dan temperatur).
5. Lama adsorpsi.
Rumus  yang  digunakan  untuk  menentukan diameter  partikel  dari  serbuk  yang  terukur  nilai Surface Area Analyzer adalah [12] : d = 6 ρ x A s (2)
dengan : d = diameter partikel ρ = massa jenis partikel secara teoritik A s = Surface area partikel per 1 gram sampel.
Viskositas/kekentalan suatu zat cair dipengaruhi oleh berat molekul [13] dan suhu [14] . Berat molekul berbanding lurus dengan viskositas. Semakin banyak komposisi molekul yang terkandung pada  suatu    fluida  maka  viskositasnya  akan  naik, begitu  sebaliknya [13] .  Berbeda  halnya  dengan  suhu. Semakin  tinggi  suhu  zat  cair,  maka  akan  semakin kurang  kekentalan  dari  zat  cair  tersebut.  Viskositas akan  turun  dengan  naiknya  suhu,  sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak  sehingga  gaya  interaksi  antar  molekul melemah.  Dengan  demikian  viskositas  cairan  akan turun dengan kenaikan temperature [14] . Zeta potensial adalah ukuran permukaan muatan partikel  yang  tersebar  dalam  kaitannya  dengan medium pendispersi. Partikel harus memiliki muatan atau  zeta  potensial  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  medium  pendispersi  untuk  mencegah agregasi.  Kekuatan  tolak  menolak  yang  dibawa  oleh muatan  ion  serupa  pada  partikel  permukaan  akan mencegah  gaya  tarik  menarik  yang  der  waals. Dengan mengendalikan zeta potensial akan didapatkan  kondisi  ideal  untuk  mencegah  terjadinya flokulasi [15] .  Makin  tinggi  nilai  potensial  zeta  maka semakin  mencegah  terjadinya  flokulasi/  (peristiwa penggabungan koloid dari yang kecil menjadi besar). Sebaliknya  semakin  rendah  nilai  zeta  potensial menyebabkan terjadinya peristiwa flokulasi.
Critical  Heat  Flux (CHF)  merupakan  nilai maksimum  fluks  kalor  dimana boiling  heat  transfer berada  dititik  efisiensi  pendinginan  tertinggi.  Pada kondisi tersebut akan terjadi suatu keadaan burn out. Keadaan burn  out terjadi  akibat  kenaikan  fluks panas,  yaitu  apabila  kenaikan  fluks  yang  kecil  akan mengakibatkan peningkatan temperatur dinding yang sangat  besar  dan  mendadak.  Selain  itu,  apabila kenaikan  temperatur  yang  kecil  akan  mengakibatkan penurunan  koefesien  perpindahan  panas  yang  besar dan  mendadak [16] .  Skema  alat  uji  CHF  ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Skema Alat Uji CHF
Ketika  nilai  CHF  dilewati  maka  permukaan heater akan  tertutup  oleh  lapisan  udara  yang  akan menjadi  penghalang  anatar  permukaan  pemanas  dan fluida  yang  dipanaskan,  yang  mengakibatkan menurunnya  efesiensi  perpindahan  panas.  Oleh karena itu, meningkatkan nilai CHF akan memungkinkan  meningkatnya  batas  kemampuan operasi sistem, lebih banyak panas yang dipindahkan [17] .  Formulasi  CHF  ditunjukan  oleh persamaan
q’’= 𝑉×𝐼 𝜋𝐷𝐿 (3)
Keterangan:
I = Arus listrik (Ampere)
V = Tegangan listrik (Volt)
D = Diameter kawat (m) L = Panjang kawat (m)

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  jenis  penelitian eksperimen yang dilakukan di Laboratorium Teknofisika  Pusat  Sains  dan  Teknologi  Nuklir Terapan  (BATAN)  Bandung.  Variabel  bebas  dari penelitian  ini  adalah  variasi  komposisi  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  didalam  nanofluida sebesar  0,05  gram/100  ml;  0,1  gram/100  ml;  0,2 gram/100  ml;  dan  0,3  gram/100  ml.  Variabel kontrolnya  adalah  Asam  Sitrat  dari  nanas,  serbuk Zirkonium  Tetraklorida (ZrCl 4 ),  waktu  pemanasan terhadap  campuran  dari  larutan  ekstrak  nanas  yang mengandung  asam  sitrat  dengan  serbuk Zirkonium Tetraklorida (ZrCl 4 )  dengan  suhu  100 ℃ selama  3 jam;  200 ℃ selama  5  jam;  suhu  400 ℃ selama  2,5 jam;  suhu  700 ℃ selama  3  jam  dan  nilai  pH  dari nanofluida  air-ZrO 2 sebesar  10.  Variabel  terikatnya adalah  viskositas,  zeta  potensial  dan  konduktifitas termal.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  beberapa tahapan  diantaranya  sintesis  nanopartikel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) dan sintesis nanofluida air-ZrO 2 .
a. Tahap Sintesis Nanopartikel Zirkonium
Dioksida (ZrO 2 )
1. Langkah pertama yang dilakukan dalam
pembuatan  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  adalah  mengupas  dan  memotong  nanas  4 buah  nanas  menjadi  potongan  potongan  kecil. Kemudian  menumbuk  nanas  dengan  mortar  dan pestle.  Setelah  cairan  hasil  penumbukan  nanas didapat  langkah  berikutnya  yaitu  memblender nanas dengan blender.
2. Jika nanas yang diblender telah hancur selanjutnya menyaring nanas dengan kertas saring dengan  dibantu  corong  kaca  dan  tabung erlemenyer. Penyaringan dilakukan 3 kali berturut berturut.
3. Langkah  berikutnya  adalah  memindahkan  cairan hasil ekstraksi nanas kedalam gelas beker. Cairan hasil  ekstraksi  nanas  yang  didapat  kemudian diukur  pH  nya  menggunakan  pH  meter.  Angka pH  cairan  hasil  ekstraksi  nanas  didapatkan sebesar 3,92.
4. Selanjutnya,  menimbang  serbuk Zirkonium  Tetra Klorida (ZrCl 4 )  sebanyak  60  gram  dengan menggunakan  neraca  digital.  Bersamaan  dengan itu  memanaskan  cairan  hasil  ekstraksi  nanas diatas heater dengan suhu 100 ℃.
5. Zirkonium  Tetra  Klorida (ZrCl 4 )  yang  telah ditimbang  sebelumnya  kemudian  dimasukkan sedikit demi sedikit kedalam cairan ekstrak nanas yang  sedang  dipanaskan  sambil  diaduk  dengan pengaduk  kaca.  Pengadukan  dilakukan  sampai campuran  ekstrak  nanas  dengan Zirkonium  Tetra Klorida (ZrCl 4 ) larut.
6. Selanjutnya,  mengangkat  gelas  beker  yang  berisi larutan  campuran  ekstrak  nanas  dan Zirkonium Tetra Klorida (ZrCl 4 ) dari heater.
7. Ketika  campuran  ekstrak  nanas  dan Zirkonium Tetra  Klorida (ZrCl 4 )  telah  menjadi  dingin,  pH campuran  kemudian  diukur  menggunakan  pH meter.  Akhirnya,    diperoleh  angka  pH  sebesar 0,36.
8. Setelah  itu,  larutan  campuran  ekstrak  nanas dengan Zirkonium Tetra Klorida (ZrCl 4 ) didiamkan selama satu malam.
9. Setelah pendiaman itu selesai, langkah selanjutnya adalah memindahkan larutan campuran  tersebut  ke  dalam  3  gelas  beker  yang masing-masing berukuran 250 ml dan memanaskannya  ke  dalam  tungku  pemanas dengan  suhu  100 ℃ dalam  waktu  3  jam,  suhu 200 ℃ dalam waktu 5 jam, suhu 400 ℃ selama 2,5 jam dan suhu 700 ℃ selama 3 jam.
10. Selanjutnya,  mematikan  tungku  dan  membiarkan sampel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  dingin didalam  tungku  selama  2  jam.  Setelah  itu, mengeluarkan sampel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) dari tungku.
11. Kemudian melakukan penggerusan sampel dengan mesin penggerus selama 2 kali 30 menit.
12. Berikutnya  mengukur  serbuk  nano Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )  yang  didapatkan  menggunakan
timbangan  digital.  Serbuk  nano Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) yang didapatkan sebanyak 47,45 gram.
13. Dari banyaknya serbuk nano Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )  yang  didapat,  0,6  gram  serbuk Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) ditimbang menggunakan timbangan digital yang nantinya digunakan untuk melihat  hasil  X-Ray  Difractometer  (XRD)  dan Surface Area Meter.
b. Tahap Sintesis Nanofluida Air-ZrO 2
1. Setelah  sintesis  nanopartikel Zirkonium  Dioksida
(ZrO 2 ) selesai, tahapan  berikutnya  yaitu  dengan menimbang  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) dengan  neraca  digital  dengan  variasi komposisi 0,05 gram; 0,1 gram; 0,2 gram dan 0,3 gram.
2. Berikutnya, memasukkan masing-masing komposisi  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) yang  telah  ditimbang  ke  dalam  tiap-tiap botol yang berbeda .
3. Tiap-tiap  botol  tersebut  diisi  dengan  aquades sebanyak  100  ml  menggunakan  gelas  ukur. Selanjutnya menutup botol dan mengocok botol.
4. Selanjutnya,  melakukan  ultrasonifikasi  terhadap keempat  botol  selama  1  jam  lalu  mengukur  pH nanofluida dengan pH meter.
5. Setelah itu, menetesi Amonia 10% ke dalam tiap- tiap botol yang berisi nanofluida Air-ZrO 2 sampai didapatkan pH sebesar 10.
6. Berikutnya  melakukan  kembali  ultrasonifikasi selama 2 jam. Selanjutnya mendiamkan nanofuida Air-ZrO 2 selama satu malam.
7. Selanjutnya,  mengamati  suspensi  yang  terbentuk selama beberapa hari.
8. Langkah  terakhir  yaitu  melakukan  karakterisasi sampel nanofuida Air-ZrO 2 menggunakan Viskometer, Zeta  Potential  Meter, dan  CHF
Meter.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Pengaruh  Ekstrak  Nanas  Sebagai  Pengkelat Terhadap Karakteristik Nanopartikel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ).
a) Fasa Dari Hasil XRD ( X-Ray Diffraction )
Pengujian XRD ( X-Ray Diffraction ) dilakukan untuk  mengetahui  fasa  yang  terbentuk  pada  serbuk nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ). Data  hasil pengukuran  XRD  berupa  fasa  dan  struktur  kristal yang  meliputi  parameter  kisi  bidang  (a,b,c)  dan  kisi ruang (α,β,γ). Setelah pengukuran, diperoleh struktur kristal  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  dari database yang diperlihatkan pada Tabel 1:
Tabel  1. Struktur  Kristal Zirkonium  Dioksida dari Database
a (Å) b (Å) c (Å) α β
γ  Grup Ruang Sistem Kristal
Zirkonium Dioksida
51.450 52.070 53.110 900.000 992.300 900.000 P21/c Monoklinik Nama Mineral Struktur Kristal
Data  hasil  XRD  juga  bisa  dilihat  dari  gambar  pola difraksinya. yang ditunjukkan oleh Gambar 3.
Gambar  3. Gambar  Pola  Difraksi  dari  Serbuk
Nanopartikel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )
Pada  Gambar  3  merupakan  plot  sudut  2  theta terhadap  intensitas  dari  pola  difraksi  sinar-X Zirkonium  Dioksida .  Dari  gambar  terlihat  4  puncak tertinggi  didominasi  oleh  mineral  ZrO 2 atau Zirkonium  Dioksida. Dari  4  puncak  tertinggi  pola difraksi  serbuk Zirkonium  Dioksida yang  ada  pada Gambar  3  dapat  dilihat  data  dari  masing-masing sudut 2 theta beserta intensitas pada Tabel 2:
Tabel 2. Data dari 4 Puncak  Tertinggi Pola Difraksi Serbuk Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )
Dari  Tabel  2  terlihat  keempat  puncak  tertinggi memiliki  fasa  yang  didominasi  oleh Zirkonium Dioksida dengan struktur kristal monoklinik .
b) Luas  Permukaan  Partikel  Hasil Surface  Area Analyzer
Dari  sampel  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  yang  didapat  pada  suhu  kalsinasi  700 0 C diperoleh  nilai Surface  Area sebesar  43,53  m 2 /gram. Hasil  data  yang  berupa  angka  menyatakan  luas permukaan  partikel  dalam  1  gram  yang  terukur sebesar  43,53  m 2 /gram.  Dari  nilai Surface  Area tersebut  dapat  dikonversikan  ke  dalam  diameter partikel dengan menggunakan persamaan :
d = 6 ρ x A s (2)
dengan : d = diameter partikel ρ  =  massa  jenis  partikel  secara  teoritik  (ZrO 2 = 5,68 g/cm³) A s = Surface area partikel per 1 gram sampel.
Dari  persamaan  tersebut  diperoleh  diameter  partikel Zirkonium  Dioksida sebesar  24,26  nm.  Pada  ukuran tersebut  menunjukkan  bahwa Zirkonium  Dioksida yang  telah  disintesis  masuk  ke  dalam  interval nanometer sehingga dapat disebut dengan nanopartikel Zirkonium Dioksida.

## 2. Pengaruh  Variasi  Komposisi  Nanopartikel
Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) terhadap Karakteristik dari Nanofluida Air-ZrO 2 . a. Viskositas/  Kekentalan  Fluida  dari Aquades dan Nanofluida Air-ZrO 2 . Pada  pengukuran  viskositas  fluida  data  yang diperoleh yaitu nilai viskositas fluida terhadap variasi komposisi yang diambil pada suhu 25 0 C ditunjukkan oleh Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Uji Viskositas Fluida
Tabel  3  diatas  dapat  dibuat  grafik  hubungan  antara viskositas  fluida  terhadap  komposisi  dari  nanofluida air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) pada Gambar 4.
Gambar  4. Grafik  Hubungan  antara  Viskositas Fluida  terhadap  Komposisi  Nanofluida Air- Zirkonium Dioksida
b. Zeta Potensial Nanofluida Air- ZrO 2. Pengukuran  potensial  zeta  dilakukan  pada  hari ke-3  setelah  pembuatan  nanofluida  air- Zirkonium Dioksida. Hasil  dari  data  yang  didapatkan  pada pengukuran zeta potensial dapat dilihat pada Tabel 4:
Tabel  4. Hasil  dari  Data  yang  didapatkan  pada Pengukuran Zeta Potensial Nanofluida Air- Zirkonium Dioksida
Dari  Tabel  4  dapat  dibuat  grafik  hubungan  antara Zeta  Potensial  terhadap  komposisi  dari  nanofluida air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) yang ditunjukkan oleh Gambar 5 :
Gambar  5. Grafik  Hubungan  Antara  Potensial  Zeta terhadap    Komposisi  Nanofluida  air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )
c. Critical  Heat  Flux (CHF)  dari Aquades dan Nanofluida Air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ). Pada  pengukuran Critical  Heat  Flux ,  data  yang diperoleh  yaitu  nilai  tegangan,  arus,  dan  panjang kawat.  Pengukuran  dilakukan  pada aquades dan nanofluida  air- Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) dengan variasi  komposisi  0,05  gram/100  ml;  0,1  gram/100 ml; 0,2 gram/100 ml dan 0,3 gram/100 ml.
Nilai Crititical Heat Flux yang didapatkan dicari nilai rata-rata masing-masing pengukuran dan dibandingkan  kenaikan  nilai Critical  Heat  Flux (CHF)  nanofluida  air- Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) terhadap aquades .  Sehingga  nantinya  dapat  dicari persentase  kanaikan  masing-masing  nanofluida  air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) tiap variasi komposisinya yang dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel  5. Persentase  Kenaikan  Critical  Heat  Flux Nanofluida Zirkonium Dioksida tiap Variasi Komposisi
Dari  Tabel  5  yang  telah  dibuat  didapat  grafik hubungan  antara  kenaikan Critical  Heat  Flux terhadap  komposisi  dari  nanofluida Zirkonium Dioksida yang ditunjukkan oleh Gambar 2.
Berdasarkan  Gambar  6 diperlihatkan  bahwa  nilai Critical  Heat  Flux dari  nanofluida  air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) meningkat  seiring  dengan  kenaikan komposisi  dari  nanopartikel Zirkonium  Dioksida yang tersuspensi dalam nanofluida.
B. Pembahasan
1. Pengaruh  Ekstrak  Nanas  Sebagai  Pengkelat terhadap
Karakteristik Nanopartikel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ).
a. Fasa dari Hasil XRD ( X-Ray Diffraction )
Sesuai  dengan  tujuan  dilakukannya  pengujian XRD  yaitu  untuk  mengetahui  fasa  yang  ada  pada serbuk Zirkonium Dioksida didapatkan fasa Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  dengan  struktur  kristal monoklinik  (kisi  bidang  a≠  b≠  c  dan  kisi  ruangnya α=β=90 o ≠  γ).  Dari  fasa  yang  didapatkan  terlihat bahwa penambahan ekstraka nanas sebagai pengkelat dalam  sintesis  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) tidak mempengaruhi fasa Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) yang terbentuk. Hal ini karena pengkelat asam sitrat  tidak  ikut  bereaksi  dalam  pembentukan nanopartikel Zirkonium  Dioksida .  Asam  sitrat sebagai  pengkelat  hanya  mengikat  nanopartikel Zirkonium
Dioksida (ZrO 2 ) agar tidak teraglomerasi/menumpuk  antar  sesamanya.  Hal  ini akan berpengaruh terhadap kestabilan suspensi dalam pembuatan nanofluida. Sedangkan hubungan intensitas  puncak  difraksi  yang  ditunjukkan  oleh grafik  pola  XRD  terhadap  suatu  bahan  dapat ditunjukkan dari persamaan berikut :
I= F hkl = 𝑓𝑛 𝑒 𝑁 1 2πi (h u +k v +l w) (4)
F hkl menunjukkan  jumlah  atom,  jumlah electron  dan  jumlah  unit  sel  yang  ada  pada  bahan. Sehingga  dari  persamaan  diatas  dapat  disimpulkan bahwa intensitas suatu bahan menunjukkan banyaknya jumlah atom, jumlah electron dan jumlah unit  sel  penyusun  dari  suatu  bahan.  Semakin  tinggi intensitas  suatu  bahan  menyatakan  semakin  banyak atom-atom penyusun bahan, semakin banyak electron penyusun atom dari suatu bahan dan semakin banyak unit sel penyusun atom pada suatu bahan. Sedangkan lebar puncak pada pola XRD menunjukkan besarnya ukuran  partikel  penyusun  bahan.  Semakin  lebar puncak  yang  ditunjukkan  pola  XRD  menunjukkan ukuran suatu partikel penyusun bahan semakin kecil.
Hal  ini  terlihat  pada  puncak  pertama  dengan  2θ  nya adalah  28,3125  dengan  intensitas  mencapai  736  dan lebar  puncak  sebesar  3,1496.  Sebaliknya  semakin kecil  lebar  puncak  yang  ditunjukkan  pola  XRD menunjukkan  ukuran  suatu  partikel  penyusun  bahan semakin besar. Hal ini terlihat pada puncak  keempat dengan  2θ  nya  adalah  51,0875  dengan  intensitas mencapai1 28 dan lebar puncak sebesar 1,7864.

## b. Luas  Permukaan  Partikel  dari  Hasil
Surface Area Analyzer
Uji Surface  Area  Analyzer dilakukan  untuk mengetahui luas permukaan per 1 gram suatu sampel. Hasil  uji Surface  Area  Analyzer ini  digunakan sebagai  pendukung  dari  hasil  uji Particle  Size Analyzer dalam  mengetahui  diameter  antar  partikel Zirkonium  Dioksida. Dari  sampel  nanopartikel  ZrO 2 pada  suhu  kalsinasi  700 0 C  diperoleh  nilai Surface Area sebesar 43,53 m 2 /gram. Hasil data yang berupa angka  menyatakan  luas  permukaan  partikel  dalam  1 gram yang terukur sebesar  43,53 m 2 /gram. Dari nilai Surface  Area tersebut  diperoleh  diameter  partikel Zirkonium  Dioksida sebesar  24,26  nm.  Pada  ukuran telah  menunjukkan  bahwa Zirkonium  Dioksida yang dihasilkan dari sintesis tersebut telah masuk ke dalam interval  nanometer  sehingga  dapat  disebut  dengan nanopartikel Zirkonium  Dioksida. Keterkaitan  antara nilai  dari  luas  permukaan  sampel  per  satu  gramnya terhadap  besar  kecilnya  gaya  tarik  menarik  antar partikel  adalah  berbanding  terbalik.  Semakin  kecil nilai  dari  luas  permukaan  sampel  per  satu  gramnya menunjukkan  gaya  ikat  antara  partikel  menjadi  kecil sehingga  tidak  terjadinya  aglomerasi/penumpukan partikel  pada  sampel.  Dari  angka  yang  didapatkan dari  hasil  pengukuran  sampel Zirkonium  Dioksida menggunakan Surface Area Analyzer diatas menunjukkan  terjadinya  aglomerasi/penumpukan antar partikel Zirkonium Dioksida sangat kecil karena nilai  dari  luas  permukaan  sampel  per  satu  gram Zirkonium Dioksida juga kecil. Hal ini nantinya akan membuat  nanopartikel  akan  tersuspensi  stabil didalam fluida.
2. Pengaruh  Variasi  Komposisi  Nanopartikel
Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) terhadap Karakteristik dari Nanofluida Air-ZrO 2 .
a. Viskositas/  Kekentalan  Fluida  dari Aquades dan Nanofluida Air- ZrO 2 .
Dari  hasil  uji  viskositas  yang  telah  dilakukan terlihat  bahwa  nilai  viskositas  fluida  dari  nanofluida air- Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) meningkat  seiring dengan  kenaikan  komposisi  dari  nanopartikel Zirkonium Dioksida yang tersuspensi dalam nanofluida  tersebut.  Kenaikan  nilai  viskositas  fluida yang  terjadi  sangat  kecil  sekali  namun  masih  bisa diperoleh  perbedaan  antara  variasi  komposisi nanofluida  air- Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ).  Hal  ini disebabkan  karena  keberadaan  nanopartikel  yang tersuspensi  di  dalam aquades mampu  meningkatkan
kerapatan  dari  zat  dari  nanofluida  air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) sehingga  akan  menyebabkan  pula meningkatnya  kekentalan  dari  nanofluida  tersebut. Sedangkan  keterkaitan  antara  nilai  viskositas terhadap  suhu  adalah  berbanding  terbalik.  Semakin tinggi  suhu  pada  suatu  fluida  maka  viskositas/ kekentalan  dari  fluida  akan  semakin  kecil.  Begitu juga  sebaliknya.  Hal  ini  karena  pemanasan  zat  cair menyebabkan  molekul-molekul  mendapatkan  energi sehingga  dapat  bergerak  cepat  dan  menyebabkan gaya  interaksi  antar  molekul  melemah  sehingga viskositas menurun.
b. Nilai Zeta Potensial Nanofluida Air- ZrO 2. Untuk  melihat  kestabilan  suatu  partikel  pada nanofluida  air- Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 ) yang tersuspensi  pada  100  ml aquades maka  dilakukan pengujian  zeta  potensial.  Semakin  tinggi  nilai  zeta potensial  pada  suatu  fluida  maka  akan  semakin mencegah terjadinya flokulasi/ penggabungan  koloid dari  yang  kecil  menjadi  besar.  Hal  ini  lah  yang menyebabkan  partikel  stabil  didalam  suatu  fluida. Dari analisis data hasil uji zeta potensial memperlihatkan partikel sangat stabil pada komposisi 0,1 gram dalam 100 ml air dengan nilai zeta potensial optimum  sebesar  44,63  mV.  Nilai  zeta  potensial meningkat  sesuai  bertambahnya  komposisi  serbuk Zirkonium  Dioksida yang  tersuspensi  dalam  100  ml aquades dari  komposisi  0,05  gram/100  ml  ke komposisi  0,1  gram/100  ml.  Namun  nilai  zeta potensial  turun  dari  komposisi  0,1  gram/100  ml  ke kemposisi  0,2  gram/100  ml  sebesar  39,1  mV. Seharusnya  nilai  hasil  pengukuran  zeta  potensial meningkat  seiring  dengan  bertambahnya  variasi komposisi nanofluida. Hal ini karena semakin banyak partikel  yang  ada  pada  fluida  menyebabkan  jarak antar  partikel  semakin  rapat.  Semakin  rapat  jarak antar partikel membuat partikel cendrung stabil.
Kejanggalan  data  zeta  potensial  diatas  pada variasi  komposisi  0,2  gram/100  ml  mungkin dikarenakan  tidak  teraduk  ratanya  nanofluida  air- ZrO 2 saat  dilakukan  pengukuran  zeta  potensial.  Ini menyebabkan nilai zeta potensial nanofluida air-ZrO 2 komposisi  0,2  gram/100  ml  lebih  kecil  dibanding dengan  nanofluida  air-ZrO 2 komposisi  0,1  gram/100 ml.  Begitupun  dengan  nanofluida  komposisi  0,3 gram/100  ml.  Namun dari semua nilai zeta potensial yang  diperoleh  untuk  masing-masing  komposisi memenuhi  literatur  bahwa  untuk  partikel  yang  stabil memiliki nilai potensial zeta lebih dari 30 mV.
c. Nilai Critical  Heat  Flux (CHF)  dari Aquades dan Nanofluida Air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ).
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat daya  per  satuan  luas  permukaan  kawat  penghantar ketika  suatu  arus  listrik  melewati  suatu  penghantar yang tercelup pada nanofluida air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) . Uji Critical  Heat  Flux ini  untuk
mengetahui  tingkat  konduktivitas  termal  dari  suatu fluida dalam proses penghantaran panas. Dari analisis data  hasil  uji Critical  Heat  Flux memperlihatkan bahwa  nilai Critical  Heat  Flux dari  nanofluida Zirkonium  Dioksida meningkat  seiring  dengan kenaikan  komposisi  dari  nanopartikel Zirkonium Dioksida yang tersuspensi/tercampur dalam nanofluida  tersebut.  Kenaikan  nilai Critical  Heat Flux yang  terjadi  sangat  signifikan  terhadap  variasi komposisi  nanofluida Zirkonium  Dioksida. Hal ini terlihat  saat kenaikan Critical  Heat  Flux pada komposisi  0,3  gram/100  ml  mencapai  93,15%.  Hal ini  disebabkan  bahwa  keberadaan  nanopartikel  yang tersuspensi  di  dalam aquades mampu  meningkatkan daya  yang  mengalir  melalui  suatu  kawat  penghantar yang  tercelup  dalam  nanofluida  air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) tiap  luas  penampang  kawat penghantar.  Peningkatan  nilai Critical  Heat  Flux sangat  berkaitan  erat  dengan  nilai  konduktivitas termal.  Semakin  kental  suatu  fluida  dengan keberadaan nanopartikel maka nilai konduktivitasnya akan semakin tinggi.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Pengaruh  penggunaan  asam  sitrat  sebagai pengkelat dari ekstrak nanas terhadap karakteristik  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  membuat  partikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  tidak  teraglomerasi/menumpuk  antar sesamanya.
2. Pengaruh variasi komposisi nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  yang  bercampur dengan  100  ml aquades terhadap  karakteristik nanofluida  air-  ZrO 2 diantaranya  adalah  sebagai berikut.
a. Semakin  besar  komposisi  serbuk  nanopartikel Zirkonium  Dioksida (ZrO 2 )  yang  ditambahkan pada  100  ml aquades menyebabkan  viskositas fluida  menjadi  naik  pada  suhu  yang  sama. Begitupun sebaliknya.
b. Semakin  besar  komposisi  serbuk Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )  yang  ditambahkan  pada  100  ml aquades menyebabkan  nilai  zeta  potensialnya semakin besar. Semakin besar nilai zeta potensial yang  dihasilkan  maka  nanopartikel Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )  didalam  fluida  menjadi  lebih stabil  karena  tidak  terjadinya  flokulasi/peristiwa penggabungan  koloid  dari  yang  kecil  menjadi besar. Begitupun sebaliknya.
c. Semakin  besar  komposisi  serbuk Zirkonium Dioksida (ZrO 2 )  yang  ditambahkan  pada  100  ml aquades menyebabkan  nilai Critical  Heat  Flux (CHF)  semakin  meningkat.  Hal  ini  disebabkan keberadaan nanopartikel yang tersuspensi/ tercampur di dalam aquades mampu meningkatkan  daya  yang  mengalir  melalui  suatu kawat penghantar yang tercelup dalam nanofluida
air- Zirkonium Dioksida (ZrO 2 ) tiap luas penampang  kawat  penghantar.  Peningkatan  nilai Critical  Heat  Flux sangat  berkaitan  erat  dengan nilai  konduktivitas  termal.  Semakin  kental  suatu fluida dengan keberadaan nanopartikel maka nilai konduktivitasnya  akan  semakin  tinggi.  Begitu sebaliknya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
[1]Terima  Kasih  kepada  Pusat  Sains  dan  Teknologi Nuklir  Terapan  (PSTNT)  Badan  Teknologi Nuklir  (BATAN)  Bandung  yang  telah  bersedia memfasilitasi penelitian ini.
[2]Bapak  Dani  Gustaman  Syarif,  M.Eng  selaku bapak  pembimbing  selaku  pembina  utama  yang telah melibatkan penulis dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Permana,A.,  Fauzan,  A.  dan  Christiand.  2011. Aplikasi  Nanofluida  pada  Radiator. Departemen Teknik Mesin.Universitas Indonesia. Depok.
[2]  Syarif,  G.D.,  dan  Prajitno,  H.D.2015. Synthesis and Characterization of Fe 3 O 4 Nanoparticles and Water-Fe 3 O 4 Nanofluids. The  10 th International Forum  on  Strategic  Technology.  Center  for Applied  Nuclear  Science  and  Technology (PSTNT) - BATAN, Bandung.
[3] Choi, U.S,  France, D.M, Knodel, B.D. 1992. The
International District Heating and
Cooling Association,  Conference,  Danvers,  MA, June 13–17.Washington,DC. 343.
[4] Xiang-Qi Wang and Arun S. Mujumdar. A review on  nanofluids  par  I:  Theoritical  and  numerical investigation .  Brazilian  Journal  of  Chemical Engineering. 2008;.25(4): 613 – 630.
[5]Bahadur,  D.,  S.    2006.  Rajakumar,  Ankit  Kumar. Influence  of  fuel  ratios  on  auto  combustion synthesis  of  barium  ferrite  nano  particles , J.Chem, Sci. Vol 118No. 1. pp 15-21.
[6]  Samat,  A.N.,  dan  Nor,  M.R.2012. Sol–gel synthesis of zinc oxide nanoparticles using Citrus aurantifolia  extracts. Ceramics  International  39. Department of Mathematics & Science,   School of  Engineering,  Science  &  Technology,Persiaran Universiti.Malaysia.
[7]Irfandi.  2005. Karakterisasi  Morfologi  Lima Populasi  Nanas (Ananas  comosus) . Skripsi Dipublikasikan. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
[8]  Pratapa,  Suminar.  2004. Prinsip-Prinsip  Difraksi Sinar-X . Makalah seminar XRD.
[9]  Beiser,  A.  1995. Konsep  Fisika  Modern  Edisi Tiga . Jakarta, Erlangga.
[10]Agus Priyanto. 2015. Sintesis dan Aplikasi Silika dari  Abu  Daun  Bambu  Petung  (Dendrocalamus asper  (Schult.f.)  Backer  ex  Heyne)  Untuk Mengurangi  Kadar  Ammonium  dan  Nitrat  pada Limbah Cait Tahu. Semarang : Universitas Islam Negeri WaliSongo.
[11]  J,  Martin.  A.  Swarbrik,  dab  Cammarata,  A. 1993. Farmasi  Fisik  Dasar-Dasar  Farmasi  Fisik dalam Ilmu Farmasi. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia, hlm. 31. [12]Mikrajuddin, A. 2010. Karakterisasi Nanomaterial . Bandung: CV Rezeki Putra.
[13]  Rao,  RR  dan  Fasad,  KR.  2003. Effects  of Velocity-  Slip  and  Viscosity  variation  on  Journal Bearings. Vol 46. Hal 143-152. India.
[14] Rosiana, H. 2005. Analisis Viskositas  Sukardjo . 2003. Rineka Cipta. Jakarta.
[15]Vaughn,  J.  M.  Dan  Wiliam  R.  O.  2007. Nanoparticle  Angineering.  Dalam:  Swarbick  , James. Encyclopedia of Pharmacetical Technology  Third  Edition  Volume  I.  New  York: Informa Healthcare USA, 2384-2398.
[16]Seo  Seok  Bin,  Bang  In  Cheol.2015. Effects  Of Al 2 o 3 Nanoparticles  Deposition  On  Critical  Heat Flux  Of  R-123  In  Flow  Boiling  Heat  Transfer . Nucl Eng Technol. Elsevier. 47.398 -406.
[17]Rashin  M.  Nabeel,  Hemalatha  J.  2014. A  novel ultrasonic  approach  to  determine  thermal conductivity  in  CuO–ethylene  glycol  nanofluids . Journal of Molecular Liquids. 197.257–262.