Submitted : 5 October Revised : 25 November Accepted : 6 December

## REVIEW TENTANG SINTESIS SiO 2 NANOPARTIKEL
Muhammad A. Fadhlulloh 1 , Taufik Rahman 1 , Asep Bayu D. Nandiyanto 1* , Ahmad Mudzakir 1
1 Program Studi Kimia, Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudi no 229, Bandung 40154,
Jawa Barat, Indonesia
Email: nandiyanto@upi.edu ; Tel.: +62-22-2001108

## Abstrak
Silika  adalah  unsur  yang  memiliki  berbagai  keunggulan  baik  dari  segi  sifat  fisika  maupun  sifat  kimia. Keunggulan  sifat  yang  dimiliki  silika ini  menjadikannya memiliki aplikasi  yang  sangat  luas  dalam  berbagai bidang.  Performa  silika  tergantung  pada  metode  sintesis  yang  berpengaruh  terhadap  ukuran  partikel, struktur  kristal,  kemurnian,  dan  morfologi.  Sehingga  perlu  pendekatan  lebih  lanjut  untuk  mengetahui efektifitas  berbagai  metode  yang  digunakan  para  peneliti  dalam  melakukan  sintesis  silika  nanopartikel. Namun,  tidak  semua  rangkuman  jurnal  yang  ada  menunjukan  informasi  yang  detail  dan  menyeluruh  baik dari  segi  penjabaran  metode  maupun aplikasi  materialnya. Dalam  paper  ini , akan  dikaji  beberapa  metode yang  dapat  digunakan  dalam  proses  sintesis  silika nanopartikel,  diantaranya:  metode  sol  gel,  metode liquid-phase ,  metode  penukar  ion,  metode  induksi  listrik  mikrowaf,  metode co-condensation ,  dan  metode tungsten  carbide  vial .  Selain  itu,  akan  dijabarkan  juga  informasi  terkait  aplikasi  silika dalam  bidang biomedis.
Kata kunci: silika, sifat silika, metode, aplikasi

## Abstract
Silica is an element that has many advantages both in terms of physical properties and chemical properties.Because of the advantages owned by silica, it has a very wide application in many fields. Performance silica depends on the method of synthesis that affects particle size, crystal structure, purity, and morphology. So it needs further approach to  determine  the  effectiveness  of  various  methods  used  by  researchers  in  conducting  the  synthesis  of  silica nanoparticles. However, not all existing review journals show detailed and comprehensive information both in terms of the translation method and application material. In this paper, will be studied several methods that can be used in the  synthesis  of  silica  nanoparticles,  including:  sol-gel  method,  the  method  of  liquid-phase,  ion  exchange  method, microwave electric induction method, co-condensation method, and methods of tungsten carbide vial. In addition, this paper also gives information about application of silica in the field of biomedical.
Keywords : silica, silica properties, methods, applications

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Silika adalah unsur dengan kegunaan tinggi dalam berbagai  macam  ruang  lingkup,  seperti  bioteknologi (Galliker, 2010; Cheang, 2012), lingkungan (Liu, 2013; Le,  2013),  industri  semen  (Singh,  2011),  komposit (Nandiyanto, 2011), dan medis (Slowing, 2008; Kwon, 2013; Estévez, 2009; Lu, 2007; Tang, 2013; Xu, 2003). Hal  ini  disebabkan  silika  memiliki  sifat  yang  terbukti memiliki  stabilitas  tinggi,  fleksibilitas  kimia,  dan biokompatibilitas  yang  berperan  penting  bagi berbagai lingkup (Ogi, 2014).
Selain itu, silika memiliki kelimpahan yang banyak, biaya  yang  relatif  murah  untuk  penelitian  silika berbasis  nano  dan  mikropartikel,  dan  memiliki permukaan  yang  besar  untuk  rasio  volume  yang diharapkan  mampu  menjadi carrier imobilisasi  yang besar  untuk  sejumlah  enzim  dengan  relatif  sedikit material  bahan  pembawa  (Galliker,  2010).  Namun, pada studi busa CO berair dengan prekursor hidrofilik silika  nanopartikel  dan  non-ionik  Triton  X100, surfaktan  TX100,  ditemukan  kekurangan  dari  studi tersebut  bahwa  stabilitas  busa  distabilkan  oleh
partikel  dengan  mengandalkan  tingkat  hidrofobisitas dari  partikel  yang  secara  inheren  hidrofilik  di  alam (Yusuf, 2013).
Dalam paper ini, akan dibahas tentang review silika mengenai  cara  sintesis  silika  nanopartikel  hingga aplikasinya.  Kelebihan  paper  ini  ialah  pembahasan tentang  metode  penelitian  yang  digunakan  untuk fabrikasi  berbahan  dasar  silika  dengan  aplikasinya yang lebih menyeluruh.
Jika  manfaat  besar  yang  diperoleh  dari  material berbahan  dasar  silika  dapat  dipahami,  akan menguntungkan  untuk  pihak  industri  dan  peneliti lebih  lanjut.  Dalam  paper  ini,  akan  dibahas  metode penelitian  yang  digunakan  untuk  fabrikasi  berbahan dasar  silika  seperti liquid-phase,  co-condensation, sol-gel, pertukaran ion, metode dengan alat mikrowaf , liquid-phase then electrospray , tungsten carbide vial.

## 2. METODE PENELITIAN
Ada  beberapa  macam  cara  metode  penelitian fabrikasi silika yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Metode dan Bahan Pembuatan Silika No Metode Bahan Daftar Pustaka 1 Pengadukan SiO 2 -TX100 Aqueous Dispersion Yusuf, 2013 2 Liquid-Phase TEOS Lu, 2009; Nandiyanto, 2009; Estévez, 2009; Lin, 2009; Huang, 2010; 3 Induksi Listrik Microwave (SiH 4 ), H 2 , Ar Knipping, 2004 4 Sol-gel Glycerol-derived polyol-based silanes, orthosilicic acid, sodium metasilicate, tetraethyl orthosilicate (TEOS) or tetramethoxysilane (TMOS) and    tetrakis (2-hydroxyethyl) orthosilicate (THEOS) Kwon, 2013 5 Pertukaran ion Sodium silikat, etil silikat, etanol, penisilin, triton x-100 Yuan, 2010 6 Co-condensation Tetraalkoxysilane, aminoalkoxysilane modiﬁed with diazeniumdiolate NO donors Camporotondi, 2013, Suteewong, 2010; 7 Sol-gel TEOS Suteewong, 2010; Guo, 2011; Singh, 2011, Singho, 2012 8 Liquid-phase Fluorescent (red-F or green-F)-labeled silica particles Nabeshi, 2011 9 Liquid-phase Rice husk, sodium hydroxide , CTAB Le, 2013 10 Stöber method (liquid phase) Radioactive 14C- labeled BPA, laccase , TEOS Galliker, 2010 11 Electroless etching method Silicon nanoparticles Ge, 2013 12 Nitridation reactor system SiO 2 nanoparticles Rizka Z., 2014 13 Liquid-Phase silika sol Wentao H., 2013 14 Liquid-phase Colloidal silica particles Chunzhao L., 2005 15 Metode pembentukan koting silika/PS dengan cara spin-coated menggunakan DSS ke substrat Silika nanopartikel Dp = 5 nm, PS Dp = 410 nm Nandiyanto, 2011
16
Liquid phase dengan melarutkan APTES & TX-100 dengan air, + buffer agar pH 11 Methyltrimethoxysilane Cheang, 2012 17 Sol–gel process at high temperature Fluorescent mesopori silika nanopartikel (FMSNs) Lu, 2007 18 Tungsten carbide vial Sodium silikat (Na 4 Si 4 ) dan silikon tetrachloride (SiCl 4 ) Atkins, 2013

## 2.1. Liquid-Phase
Ada  beberapa  peneliti  yang  membahas  tentang fabrikasi  berbahan  dasar  silika  dengan  metode liquid-phase (Yusuf,  2013;  Lu,  2009;  Nabeshi,  2011; Le,  2013;  Galliker,  2010;  Canton,  2011;  Nandiyanto, 2009;  Suhendi,  2013;  He,  2013;  Li,  2005;  Estévez, 2009;  Lin,  2009;  Huang,  2010;  Nandiyanto,  2010; Cheang,  2012;  Liu,  2013;  Nandiyanto,  2014; Nandiyanto,  2013;  Nandiyanto,  2008;  Suhendi,  201; Xu, 2003; Kim, 2003; Suhendi, 2013).
Yusuf,  dkk.  pada  tahun  2013  membahas  tentang pembuatan  SiO 2 -TX100  dengan  mencampurkan  silika
berbagai konsentrasi persen berat dari 0,1-7 wt% dan ukuran  60-70  nm  dengan  persen  kemurnian  98% dilarutkan  dalam  air.  Dispersi  silika  dalam  0,1% TX100 pada konsentrasi 0,1 sampai dengan 7% dapat dilihat  pada  Gambar  1.  Hasil  yang  diperoleh  ialah grafik  hubungan  tegangan  permukaan  dengan konsentrasi TX 100 (%) meningkat saat kesetimbangan  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  2. Grafik hubungan foamability dengan konsentrasi yang dapat  disimpulkan  jika  konsentrasi  rendah,  maka foamability meningkat yang dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 1. Dispersi silika dalam 0,1% TX100 pada konsentrasi 0,1 sampai dengan 7% yang didapat dari Suriatie Yusuf, dkk.
Gambar 2. Tegangan permukaan larutan TX100 pada 0,01; 0,1; 0,5; dan 1%. Inset: tegangan permukaan max. pada 1% SiO 2 yang didapat dari Suriatie Yusuf, dkk.
Kelebihan  dari  penelitian  ini ialah  kestabilan  busa berair  dan  stabilitas  busa  meningkat  dengan memperhatikan  pengaruh  nanopartikel laponite hidrofilik  dengan  non-ionik Tetraethylene  glycol monododecyl eter , surfaktan. Namun, kekurangan dari penelitian  ini  ialah  penggunaan  surfaktan  untuk menstabilkan  busa  tidak  efektif  untuk  aplikasi  skala besar.  Kekurangan  yang  lain  ialah  stabilitas  busa distabilkan  oleh  partikel  hanya  mengandalkan  pada tingkat  hidrofobisitas  dari  partikel  yang  secara inheren hidrofilik di alam.
Fang  Lu,  dkk.  pada  tahun  2009  membahas pembuatan  silika  nanopartikel  mesopori  dengan
mencampurkan  tetraetil  ortosilikat  (TEOS)  dengan surfaktan  konsentrasi  rendah  dalam  NH 4 OH  yang mengandung cetyltrimethylammonium bromide (CTAB).  Hasil  karakterisasi  menggunakan  instrumen TEM  ialah  ukuran  partikel  silika  nanopartikel mesopori  dapat  dimodulasi  dengan  kontrol  pH. Sebagai contoh apabila pH yang digunakan ialah 11.52 ukuran  partikel  yang  diperoleh  ialah  280  nm. Pengurangan  pH  dari  11.38,  11.32,  dan  11.00, rata-rata  ukuran  partikel  berubah  berturut-turut menjadi  170,  110,  50,  30  nm.  Contoh  hasil penelitiannya dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Foamability dispersi silika/TX100 yang didapat dari Yusuf, dkk., 2013
Gambar 4. Gambar TEM dari silika mesopori dengan rata-rata ukuran a) 280 nm; inset: FF analisis dengan TEM; b) 170, c) 110, d) 50, e) 30 nm. f) TEM resolusi tinggi partikel tunggal dalam c) yang didapat dari Fang Lu, dkk.
Hasil  karakterisasi  menggunakan  instrumen  alat DLS  ialah trend yang  sama  dengan  hasil  TEM bahwasanya turunnya ukuran partikel seiring dengan berkurangnya  pH  dari  11,52  sampai  11,00.  Silika nanopartikel  mesopori  pun  tersuspensi  dengan  baik dalam  pelarutnya  dan  tidak  menunjukkan  adanya agregasi  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  5. Karakterisasi  dengan  XRD  diperoleh  struktur  kristal heksagonal  dari  silika  mesopori  nanopartikel,  dapat
dilihat  pada  Gambar  6.  Hasil  pengukuran  Zeta Potensial  ialah  titik  isolistrik  pada  pH  6.5-6.9,  dapat dilihat pada Gambar 7.
Hasil  pengukuran  dengan  instrumen  CLSM  untuk ukuran optimum penyerapan sel ialah 50 nm. Serapan seluler  sangat  tergantung  dari  ukuran  partikel.  Dari hasil  ini,  dapat  disimpulkan  bahwa  serapan  seluler dari yang terkuat dengan urutan 50, 30, 110, 280, 170 nm. Hasil penelitian dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 5. Pengukuran dengan DLS untuk mesopori silika nanopartikel yang disintesis dengan berkurangnya pH dari 11,52-10,86 yang didapat dari Fang
Lu, dkk.
Gambar 6. Pengukuran dengan XRD untuk mesopori silika nanopartikel yang disintesis dengan berkurangnya pH dari 11,52-10,86 yang didapat dari Fang Lu, dkk.
Gambar 7. Zeta potensial untuk mesopori silika nanopartikel-FITC pada rentang pH 11,52-10,86 yang didapat dari Fang Lu, dkk.

## 2.2. Sol-Gel
Kwon, dkk. pada tahun 2013 membahas mesopori silika  nanopartikel  (MSNs)  sebagai  bahan  pembawa obat. Mesopori silika nanopartikel dipreparasi dengan metode sol-gel yang dapat diilustrasikan pada Gambar
9.  Dalam  paper  Li,  dkk.  pada  tahun  2013  yang  ditulis kembali  dalam  paper  Kwon,dkk.  dijelaskan  bahwa inti dari mesopori silika nanopartikel berikatan silang dengan poli(asam akrilik) (PAA) melalui ikatan disulfit yang diilustrasikan pada Gambar 10.
Gambar 8. Gambar CLSM dari HeLa setelah inkubasi selama 5 jam pada 37°C dengan FITC- mesopori silika nanopartikel (100 µg/mL, hijau) ukuran a) 170, b) 110, c) 50, and d) 30 nm. Skeleton diukur dengan rhodamine phalloidin (merah), nukleus dengan 4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI; biru) yang didapat dari Fang Lu, dkk.
Gambar 9. Ilustrasi proses sol-gel dalam sintesis mesopori silika nanopartikel yang didapat dari
Sooyeon Kwon, dkk.
Prosedur  sol-gel  yang  digunakan  Sooyeon  Kwon, dkk. tidak multi-step dan tidak membutuhkan banyak prekursor.  Metode  yang  harganya  murah  diperoleh dengan  menggunakan  metode  sol-gel.  Terdapat  dua tingkatan  dalam  proses  sol-gel:  hidrolisis  dan  reaksi kondensasi.  Dalam  fase  larutan,  partikel  koloid  akan terhidrolisis,  yang  dapat  distimulasi  dengan  pH  asam atau basa. Pada pH netral akan lebih cepat mengalami reaksi  kondensasi  dengan  membuat  gel  tiga  dimensi (3D) dimana saling berikatan silang partikel sol ikatan siloksan.  Reaksi  kondensasi  itu reversible ,  sehingga silika  dapat  berubah  struktur  dengan  mudah. Setelah  dipanaskan,  perbedaan  biomolekul  dapat melekatkan  matriks  gel  silika  dan controllably released ,  mengandalkan  pada  struktur  dan  porositas dari  mesopori  silika  nanopartikel.  Dapat  disimpulkan bahwa  metode  sol-gel  dapat  digunakan  untuk mengkontrol morfologi ( spheres, rods, twisted columns, dan kidney  bean-shaped )  dan  ukuran  (60-1000  nm). Perbedaan  pori  dan  porositas  mesopori  silika nanopartikel  dapat  mengatur  parameter  seperti  pH, suhu,  bahan,  pelarut,  katalis,  prekursor,  dan  bahan tambahan dalam konsentrasi berbeda
Suteewong,  dkk.  pada  tahunn  2010  membahas evolusi  struktur  pada  suhu  ruang  selama  sintesis heksagonal  mesopori  silika  nanopartikel  dengan  dan tanpa  penambahan  oksida  besi.  Metode liquid-phase saat mensintesis mesopori silika nanopartikel (MSNs) yang ditambahkan nanopartikel magnetik dengan cara melarutkan  CTAB  yang  distabilkan  dengan  larutan magnetik  nanopartikel  dalam  air,  diikuti  dengan penambahan  etil  asetat,  TEOS,  NH 4 OH.  Hasil  yang diperoleh  dengan  instrumen  TEM  ialah  asam oleat-capped oksida  besi  nanopartikel  ialah  8  nm; ukuran partikel mesopori silika nanopartikel ialah 62 ±  10  nm,  dapat  dilihat  pada  Gambar  11.  Pengukuran TEM  untuk  partikel  mesopori  silika  nanopartikel dengan  variasi  waktu  dari  1-10  menit  diperoleh  hasil bahwa  terjadi  perubahan  lokasi  oksida  besi  dari tengah menuju ke tepi silika yang dapat diamati pada Gambar  12.  Hasil  karakterisasi  menggunakan  SAXS diketahui  struktur  kristal  ialah  heksagonal  dengan d-spacing sebesar  4,2  nm  dan  dapat  dilihat  pada Gambar 13.
Gambar 11. Gambar TEM dari asam oleat- capped oksida besi nanopartikel yang didapat dari Teeraporn Suteewong, dkk.
Gambar 10. Skema proses preparasi PAA-MSN yang didapat dari Sooyeon Kwon, dkk.
Gambar 12. Gambar TEM untuk m-MSNs pada variasi waktu 1-10 menit (a-h) yang didapat dari Teeraporn Suteewong, dkk
Gambar 13. Gambar SAXS b-MSN sampel dalam keadaan vakum dan suspensi pada waktu 10 menit dan SAXS pemanasan CTAB- removed sampel yang didapat dari Teeraporn Suteewong, dkk.

## 2.3. Co-condensation Method
Peneliti  yang  membahas  tentang  fabrikasi berbahan  dasar  silika  dengan  metode co-condesation ialah Camporotondi, dkk. pada tahun 2013 yang dalam papernya  dijelaskan  bahwa  oksida  nitrat  melepas nanopartikel dengan metode co-condensation tetraalkoksisilan  dan  modifikasi  aminoalkoksisilan dengan diazeniumdiolat NO donor menunjukan bahwa efektif  untuk  mengikat  bakteri  dan  mereduksi sitotoksis,  dibandingkan  dengan  NO  donor  molekul kecil.  Mekanisme  yang  mungkin  dengan  asosiasi antara  membran  bakteri  dan  nanopartikel  tidak sepenuhnya dapat dipahami namun sangat berhubungan  dengan  elektrostatik  dan  atau  interaksi
hidrofobik  yang  menghasilkan  konsentrasi  tinggi  NO dan lebih efisien untuk sel bakteri. Adapun mekanisme lain yang dapat digunakan yaitu dengan menggunakan dua  prekursor  tetraalkoksisilan,  tetrametoksisilan (TMOS)  dan  tetraetoksisilan  (TEOS)  untuk  sintesis modifikasi-organik  hibrida  silika  via co-condensation dengan  amina-mengandung  silan,  dengan  cara  5  atm NO  dalam  keadaan  dasar.  Dengan  metode  ini, NO-melepas  silika  nanopartikel  menunjukan  bahwa peningkatan  NO  dan  pelepasan  sifat,  dapat  dilakukan dengan  mengandung  TMOS  atau  TEOS.  Hasil  yang diperoleh  dengan  instrumen  TEM  dan  SEM  pun  ialah silika  nanopartikel  tanpa  bakteri  patogen  yang  dapat dilihat pada Gambar 14.

## 2.4. Pertukaran Ion
Peneliti yang membahas tentang fabrikasi berbahan  dasar  silika  dengan  metode microwave sistem  ialah  Yuan,  dkk.  pada  tahun  2010  yang  dalam papernya  menggunakan  bahan  silika  dari  sodium silikat (Na 4 Si 4 ) yang dilarutkan menggunakan air yang dilalui dengan resin kation dan diperoleh larutan yang aktif  asam  silika.  Larutan  tersebut  terdiri  dari  2% suspensi partikel SiO 2 dengan diameter ≤ 2 nm dan pH
1,5  s.d  2,5.  Larutan  yang  aktif  asam  silika  dimasukan ke  dalam  larutan  NaOH  dengan  pH  10  s.d.  12  saat proses refluks dan nilai pH saat reaksi lebih besar dari 9. Setelah dibiarkan selama 1 s.d. 2 jam, hasilnya sol A digunakan  sebagai  sol  induk  untuk  sol  B.  Proses tersebut  terus  diulang  hingga  diperoleh  silika  yang monodispers  pada  sol  yang  baru,  yang  sesuai  dengan Tabel 2.
Sampel Initial sol a) Asam silika aktif Laju adisi b) Volume (mL) pH A-1 100 mL air 1.5 100 1.91 B-1-a 30 mL A-1 2.0 60 1.88 B-1-b 30 mL A-1 1.0 60 1.94 B-1-c 30 mL A-1 1.5 60 1.97 B-1-d 30 mL A-1 1.5 60 2.12 B-1-e 30 mL A-1 5.0 60 2.09 A-2 50 mL air 1.7 50 2.42 B-2 30 mL A-2 1.7 30 2.43 C-2-a 30 mL B-2 1.7 30 2.32 C-2-b 30 mL B-2 1.7 40 2.40 C-2-c 30 mL B-2 1.7 30 2.22
Tabel 2. Kondisi Eksperimen yang Digunakan untuk Preparasi SiO 2 Nanopartikel yang didapat dari Huihui Yuan, dkk.
Gambar 14. (A) Gambar TEM silika nanopartikel; (B) Gambar SEM silika nanopartikel yang didapat dari D. E. Camporotondi, dkk.
2.5. Induksi Listrik Microwave Peneliti yang membahas tentang fabrikasi berbahan  dasar  silika  dengan  metode  microwave sistem  ialah  Knipping,  dkk.  pada  tahun  2004  yang dalam  papernya  menggunakan  bahan  dasar  silane (SiH 4 ),  H 2 ,  Ar  dengan  skema  alat  yang  dapat  dilihat pada Gambar 15. Hasil yang diperoleh dari instrumen partikel  massa  spektroskopi  ialah  diameter  partikel meningkat dari fungsi distribusi normal ke eksperimen  data  yaitu  dari  7  nm  menjadi  10  nm
dengan peningkatan konsentrasi prekursor dari 2120 ke 4060 ppm yang dapat dilihat pada Gambar 16.
Hasil  yang  diperoleh  dari  pengukuran  XRD  ialah ukuran  partikel  yaitu  5  nm,  konstanta  kisi nanopartikel  Si  yaitu  0.5429  nm,  diameter  kristalin yaitu  6  nm,  dan  Si  merupakan  single  kristalin  yang dapat dilihat pada Gambar 17.
Hasil pengukuran dengan HRTEM ialah untuk d111 = 0.302 nm, d22 = 0.188 nm, and d311 = 0.161 nm, dp = 5 sampai 7 nm yang dapat dilihat pada Gambar 18.
Gambar 15. Skema alat eksperimen pembuatan silika nanopartikel yang didapat dari Jörg Knipping, dkk.
Gambar 16. Pengaruh konsentrasi silane pada distribusi ukuran partikel yang didapat dari Jörg Knipping, dkk.
Gambar 17. Pengukuran XRD untuk silika nanopartikel dengan BET yang didapat dari Jörg Knipping, dkk.
Pengukuran dengan Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS)  ialah  energi  yang  hilang  cocok untuk Si dan SiO 2 yang dibandingkan dengan referensi dan  dapat  dilihat  pada  Gambar  19.  Hasil  analisis menggunakan  instrumen  FTIR  ialah  diketahui  bahwa
sampel mengandung gugus Si-OH dan Si-H yang dapat dilihat  pada  Gambar  20.  Kekurangan  dari  penelitian ini  ialah  menggunakan  alat  mikrowaf  sistem  yang rumit,  namun  hasil  ukuran  partikelnya  terkontrol yaitu rentang 6 nm ≤ d p ≤ 11 nm.

## 2.6 Tungsten Karbida Vial
Atkins,  dkk.  pada  tahun  2013  membahas  tentang amorf dan kristalin nanopartikel silika yang digunakan sebagai  hiperpolarisasi  magnetik  resonansi imaging (MRI) yang mengkombinasikan Si NPs dengan reagen Grignard  hasilnya  dalam  partikel  dimana  terpisah dengan  ligan  alkil  dan  aromatik.  Metode  tungsten karbida  vial  dilakukan  dengan  cara  menggunakan Spex  8000  M  ball  mill  dengan  Spex  tungsten  karbida vial dan dua tungsten karbida balls (diameter ∼ 1 cm)
digunakan  untuk  mencampurkan  NaH  and  Si.  Skema sintesis  untuk  produksi  Si  NPS  dapat  dilihat  pada Gambar 21.
Gambar 18. Mikrograf HRTEM dari gas-phase Si nanopartikel dengan BET yang didepositkan pada film karbon yang didapat dari Jörg Knipping, dkk.
Gambar  19. Elektron  energi  loss  spektra  dari  Si nanopartikel  yang  didepositkan  pada  karbon  amorf yang didapat dari Jörg Knipping, dkk.
Gambar  20. Spektrum  FTIR  dari  Si nanopartikel  dengan BET yang berdiameter d p (BET) = 5 nm  yang didapat dari Jörg Knipping, dkk.

## 3. APLIKASI  DALAM  BIOMEDIS  SEBAGAI  BAHAN PEMBAWA OBAT ( DRUG DELIVERY)
Banyak  paper  yang  mempelajari  perbedaan pembentukan drug  delivery ,  dan  sistem  yang  populer terdapat  dalam  Tabel  3.  Sebagai  peningkatan  ukuran partikel,  efisiensi  dilakukan  dengan  pengurangan  sel yang penjelasannya dapat dilihat pada Tabel 4. Kwon, dkk.  pada  tahun  2013  dalam  papernya  melakukan
kontrol  terhadap drug  delivery dengan  menggunakan silika nanopartikel. Radin, dkk. dalam Sooyeon Kwon, dkk.,  menjelaskan  tentang  pelepasan  kontrol  bioaktif agen  seperti  anyibiotik,  protein,  dan  faktor  tumbuh. Untuk  mencegah  terlalu  cepat  dalam  melepaskan, sistem capping dipakai  dan  menggunakan  kadmium sulfida  (CdS)  terdapat  pada  Gambar  22  yang dijelaskan lebih detail lain waktu.
Diameter Area permukaan Volume pori Ukuran pori 50-300 nm >900 m 2 /g >0,9 cm 3 /g 2-6 nm 20-500 nm 2-6 nm 180 nm 50-100 nm >1000 m 2 /g ~1 cm 3 /g >700 m 2 /g >1 cm 3 /g 2-10 nm 55-440 nm >800 m 2 /g 2-10 nm >1000 m 2 /g ~1 cm 3 /g
Tabel 3. Perbedaan tipe sistem drug delivery yang didapat dari Sooyeon Kwon, dkk.
Gambar 22. MSN menunjukkan capping struktur yang digunakan untuk pelepasan terkontrol yang didapat dari Sooyeon Kwon, dkk.
Gambar 21. Skema sintetis yang digunakan untuk produksi Si NPS yang didapat dari Tonya M. Atkins, dkk.
Hasil  dari  uji fungsionalisasi  permukaan  mesopori silika  nanopartikel  yaitu  dengan  grafik  hubungan release  time  (h)  dengan  realesed  DOX  (%)  =  media glutathione  diperoleh  49.4%  yang  dapat  dilihat  pada Gambar  23.  Hiromi  Nabeshi,  dkk.  mempelajari  efek permukaan dari silika nanopartikel pada sitotoksisitas dan  distribusi  sel  dalam murine  macrophages .  Dari
hasil  TEM  ditemukan  lokalisasi  dalam  sitoplasma sebagai punctate  fluorescent  dots dengan  tanpa memperhatika  modifikasi  permukaan.  Dilaporkan bahwa  masuknya  nanosilika  ke  nukleus  gangguan induksi  nukleus  dan  gentoksisitas  via  agregasi intranukleasi  protein  atau  inhibitor  RNA  transkripsi. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 24.
Gambar 24. Lokalisasi tanpa modifikasi dan modifikasi nanosilika dalam sel RAW 264,7 ( a, b ) nSP70-N, ( c ) nSP70-C ( d ) (hijau) yang didapat dari Sooyeon Kwon, dkk.
Gambar 23. Grafik yang menunjukkan pelepasan DOX dari DOX n MSN-PAA dalam (a) 2 mM media glutation (b) tanpa media glutation yang didapat dari Sooyeon Kwon, dkk.
Drug delivery system Structure Sifat kimia Liposomes Consists of hydrophobic tail and hydrophilic head group Forms closed vesicles with an aqueous core Internal aqueous domain between the lipid bilayers Encapsulation  of  drugs  occurs  either  in  the  aqueous  space  or intercalated into the bilayer Dendimers Hyper branched and globular macromolecules Well defined core, backbone and multivalent periphery By  hydrophobic  and  electrostatic  interactions,  incorporate biomolecules Convergent – endo-receptor, Divergent – exo-receptor Carbon nano tubes Rolling up a single layer of grapheme sheet – single walled Rolling up many layers to form concentric cylinders – multi-walled Gold nanoparticles Gold nanoparticle serves as core Photosensitive Iron oxide nanoparticles Superparamagnetic particles Need trigger to release biomolecules, for example, laser irradiation Titanium dioxide Nanoparticles Self-ordered Nano-tubular structure Photodynamic therapy Silica nanoparticles Mesoporous structure Honeycomb-like structur Active surface Liposomes Consists of hydrophobic tail and hydrophilic head group Forms closed vesicles with an aqueous core Internal aqueous domain between the lipid bilayers Encapsulation  of  drugs  occurs  either  in  the  aqueous  space  or intercalated into the bilayer Dendimers Hyper branched and globular macromolecules Well defined core, backbone and multivalent periphery By  hydrophobic  and  electrostatic  interactions,  incorporate biomolecules Convergent – endo-receptor Divergent – exo-receptor Carbon nano tubes Rolling up a single layer of grapheme sheet – single walled Rolling up many layers to form concentric cylinders – multi-walled Gold nanoparticles Gold nanoparticle serves as core Photosensitive Iron oxide nanoparticles Superparamagnetic particles Need trigger to release biomolecules, for example, laser irradiation Titanium dioxide Nanoparticles Self-ordered
Nano-tubular structure
Photodynamic therapy
Tabel 4. Sifat tekstural dari MSNs yang didapat dari Sooyeon Kwon, dkk.

## 4. KESIMPULAN
Silika  nanopartikel  dapat  disintesis  dengan berbagai  macam  metode  seperti liquid-phase, co-condensation,  sol-gel, pertukaran  ion,  metode dengan  alat  mikrowaf , tungsten carbide  vial.
Pembahasan  aplikasi  dalam  paper  ini  pun  lebih menyeluruh untuk biomedis.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Atkins,  T.  M.;  Cassidy,  M.  C.;  Lee,  M.;  Ganguly,  S.; Marcus,  C.  M.;  Kauzlarich,  S.  M.,  Synthesis  of LongT1  SiliconNanoparticles  for  Hyperpolarized
29 Si  Magnetic  Resonance  Imaging:  artikel,
ATKINS, 2013, 7(2), 1609-1617.
Camprotondi,  D.  E.;  Foglia,  M.  L.;  Alvarez,  G.  S.; Mebert,  A.  M.; Diaz, L.  E.; Coradin,  T.;  Desmione, M. F., Antimicrobial properties of silica modified nanoparticles: artikel, Formatex, 2013, 1-8.
Canton,  G.;  Ricco,  R.;  Marinello,  F.;  Carmignato,  S.; Enrichi,  F.,  Modified  Sto¨ber  synthesis  of  highly luminescent  dye-doped  silica  nanoparticles: artikel, SPRINGER, 2011, 1-8.
Cheng, T.;  Tang,  B.;  Xu,  A.;  Chang, G.;  Hu,  Z.;  He, W.; Xing,  Z.;  Xu,  J.;  Wang,  M.;  Wang,  S.,  Promising plasmid  DNA  vector  based  on  APTES-  modified silica  nanoparticles:  artikel,  Dovepress,  2012,  7, 1061-1067.
Estevez, M. C.; O’Donoghue, M. B.; Chen, X.; Tan, W.,
Highly Fluorescent Dye-Doped Silica Nanoparticles Increase Flow Cytometry
Sensitivity  for  Cancer  Cell  Monitoring:  artikel,
SPRINGER, 2009, 2, 448-461.
Galliker, P.; Hommes, G.; Schlosser, D.; Corvini, P. F. X.;  Shahgaldian,  P.,  Laccase-modiﬁed  silica nanoparticles efﬁciently catalyze the transformation  of  phenolic  compounds:  artikel,
ELSEVIER, 2010, 349, 1-8.
Ge,  M.;  Rong,  J.;  Fang,  X.; Zhang,  A.; Lu,  Y.; Zhou,  C., Scalable preparation of porous silicon nanoparticles and their application for lithium-ion  battery  anodes:  artikel,  SPRINGER, 2013, 6(3), 174-181.
Guo, H.; Qian, H.; Sun, S.; Sun, D.; Yin, H.; Cai, X.; Liu, Z.;  Wu,  J.;  Jiang,  T.;  Liu,  Z.,  Hollow  mesoporous silica  nanoparticles  for  intracellular  delivery  of fluorescent  dye:  artikel,  Chemistry  Central Journal, 2011, 5(1), 1-10.
Hagura,  N.;  Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Iskandar,  F.; Okuyama,  K.,  A  Role  of  Template  Surface  Charge in  the  Preparation  of  Porous  and  Hollow Particles  Using  Spray-drying:  artikel,  The Chemical Society of Japan, 2009, 38(11), 1-2.
He, Wentao; Wu, D.; Li, J.; Zhang, K.; Xiang, Y.; Long, L.;  Qin,  S.;  Yu,  J.;  Zhang,  Q.,  Surface  Modification of  Colloidal  Silica  Nanoparticles:  Controlling  the
size  and  Grafting  Process:  artikel,  Bull.  Korean Chem. Soc, 2013, 34(9), 1-6.
Huang,  X.;  Teng,  X.;  Chen,  D.;  Tang,  F.;  He,  J.,  The effect  of  the  shape  of  mesoporous  silica nanoparticles  on  cellular  uptake  and  cell function : artikel, ELSEVIER, 2010, 438–448.
Knipping,  Jorg;  Wiggerss,  H.;  Rellinghaus,  B.;  Roth,
Paul;  Konjhodic,  Denan;  Meier,  C.,  Synthesis  of High  Purity  Silicon  Nanoparticles  in  a  Low Pressure  Microwave  Reactor:  arikel,  Journal  of Nanoscience  and  Nanotechnology,  2004,  4(8), 1-6.
Kwon, Sooyeon; Singh, R. K.; Perez, R. A.; Neel, E. A. A.;  Kim,  H.  W.;  Chrzanowski,  W.,  Silica-based mesoporous  nanoparticles  for  controlled  drug delivery: artikel, SAGE, 2013, 4, 1-18.
Le,  V.  H.;  Thuc,  C.  N.  H.;  Thuc,  H.  H.,  Synthesis  of silica  nanoparticles  from  Vietnamese  rice  husk by sol–gel method: artikel, Springer, 2013, 8(58), 1-10.
Li,  C.;  Benicewicz,  B.  C.,  Synthesis  of  Well-Defined
Polymer Brushes Grafted onto Silica Nanoparticles via Surface Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization:  artikel,  American  Chemical Society, 2005, 38, 5929-5936. Lin,  Y. S.; Haynes,  C.  L., Synthesis  and Characterization of Biocompatible and
Size-Tunable Multifunctional Porous Silica Nanoparticles: artikel, American Chemical Society, 2009, 21, 3979–3986. Liu,  Y.;  Tourbin,  M.;  Lachaize,  S.;  Guiraud,  P.,  Silica nanoparticles separation from water:
Aggregation by cetyltrimethylammonium bromide (CTAB): artikel, Open Archive
TOULOUSE Archive Ouverte (OATAO), 2013, 1-9.
Lu, Fang; Wu, S.H.; Hung, Y.; Mou, C. Y., Size Effect on Cell Uptake in Well-Suspended, Uniform Mesoporous  Silica  Nanoparticles:  artikel,  Wiley Interscience, 2009, X, 1-6.
Lu, J.; Liong, M.; Zink, J. I.; Tamanoi, F., Mesoporous Silica  Nanoparticles  as  a  Delivery  System  for Hydrophobic  Anticancer  Drugs:  artikel,  WILEY, 2007, 8, 1341-1346.
Nabeshi,  H.;  Yoshikawa,  T.;  Arimori,  A.;  Yoshida,  T.; Tochigi,  S.;  Hirai,  T.;  Akase,  T.;  Nagano,  K.;  Abe, Y.;  Kamada,  H.; Tsunoda, S.  I.; Itoh, N.; Yoshioka, Y.;  Tsutsumi,  Y.,  Effect  of  surface  properties  of silica  nanoparticles  on  their  cytotoxicity  and cellular  distribution  in  murine  macrophages: artikel, Springer, 2011, 6(93), 1-6.
Nandiyanto, A. B. D.; Akane, Y.; Ogi, T.; Okuyama, K.,
Mesopore-Free  Hollow  Silica  Particles  with Controllable  Diameter  and  Shell  Thickness  via Additive-Free  Synthesis:  artikel,  LANGMUIR,
Silica nanoparticles
Mesoporous structure Honeycomb-like structur
Active surface
2012, 28, 8616-8624.
Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Hagura,  N.;  Iskandar,  F.; Okuyama,  K.,  Design  of  a  highly  ordered  and uniform  porous  structure  with  multisized  pores in ﬁlm and particle forms using a template-driven self-assembly technique: artikel, ELSEVIER, 2010, 282-289.
Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Iskandar,  F.;  Okuyama,  K., Nanosized Polymer
Particle-facilitated
Preparation of Mesoporous Silica Particles Using a Spray Method: artikel, The Chemical Society of Japan, 2008, 37(10), 1-2.
Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Kim,  S.  G.;  Iskandar,  F.; Okuyama,  K.,  Synthesis  of  spherical  mesoporous silica nanoparticles with nanometer-size controllable  pores  and  outer  diameters:  artikel, ELSEVIER, 2009, 447-453.
Nandiyanto, A.  B. D.;  Ogi, T.; Iskandar, F.;  Okuyama,
K., Highly ordered porous monolayer generation by  dual-speed  spin-coating  with  colloidal templates: artikel, ELSEVIER, 2011, 409-415.
Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Suhendi,  A.;  Arutanti,  O.;  Ogi, T.;  Okuyama,  K.,  Inﬂuences  of  Surface  Charge, Size, and Concentration of Colloidal Nanoparticles  on  Fabrication  of  Self-Organized Porous Silica in Film and Particle Forms: artikel, LANGMUIR, 2013, 29, 6262-6270.
Nandiyanto,  A.  B. D.;  Suhendi,  A.;  Ogi, T.;  Umemoto, R.;  Okuyama,  K.,  Size-  and  charge-controllable polystyrene  spheres  for  templates  in  the preparation  of  porous  silica  particles  with tunable  internal  hole  conﬁgurations:  artikel, ELSEVIER, 2014, 421-430.
Singh,  L.  P.;  Agarwal,  S.  K.;  Bhattacharyya,  S.  K.; Sharma,  U.;  Ahalawat,  S.,  Preparation  of  Silica Nanoparticles  and  Its  Beneficial  Role  in
Cementitious  Materials:  artikel,  INTECH,  2011, 1(1), 44-51.
Singho,  N.  D.;  Johan,  M.  R.,  Complex  Impedance Spectroscopy  Study  of  Silica  Nanoparticles  Via Sol-Gel  Method:  artikel,  International  Journal  of ELECTROCHEMICAL Science, 2012, 5604-5615.
Suhendi,  A.;  Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Ogi,  T.;  Okuyama,
K.,
Agglomeration-free core-shell polystyrene/silica particles preparation using an electrospray  method  and  additive-free  cationic polystyrene  core:  artikel,  ELSEVIER,  2013, 161-164.
Suteewong,  T.;  Sai,  H.;  Lee,  J.;  Bradbury,  M.;  Hyeon,
T.; Gruner, S.M.; Wiesner, U., Ordered mesoporous  silica  nanoparticles  with  and without  embedded  iron  oxide  nanoparticles: structure  evolution  during  synthesis:  artikel, Journal of Materials Chemistry, 2010, 1-8. Yuan,  Huihui;  Gao,  Feng;  Zhang,  Z.;  Miao,  L.;  Yu,  R.;
Zhao,  H.;  Lan,  M.,  Study  on  Controllable Preparation of Silica Nanoparticles with Multi-sizes and Their Size-dependent
Cytotoxicity  in  Pheochromocytoma  Cells  and Human  Embryonic  Kidney  Cells:  artikel,  Journal of Health Science, 2010, 56, 1-9.
Yusuf,  Surtatie;  Manan,  Muhammad;  Jaafar,  M.  Z., Aqueous  Foams  Stabilized  by  Hydrophilic  Silica Nanoparticles  via  In-Situ  Physisorption  of Nonionic  TX100  Surfactant:  arikel,  Iranica Journal  of  Energy  &  Environment,  2013,  4(1), 1-9.
Zulhijah,  R.;  Nandiyanto,  A.  B.  D.;  Ogi,  T.;  Iwaki,  T.; Nakamura, K.; Okuyama, K., Gas phase prepararion of  spherical  core-shell  α"-Fe 16 N 2 /SiO 2 magnetic nanoparticles:  artikel,  The  Royal  Society  of Chemistry, 2014, 6, 6487-6491.
,