Abstrak — Pelapisan  kaca  dengan  menggunakan  prekursor  pasir alam  silika  telah  berhasil  dibuat  sebagai  pengisi  pada  lapisan hidrofobik.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui pengaruh  variasi  massa  SiO 2 terhadap  sudut  kontak  dan transparansi  yang  dihasilkan.  Pasir  silika  telah  dimurnikan  dan disintesis dengan TEOS dengan variasi 1 gram, 2 gram, 3 gram, dan  4  gram  menggunakan  metode  sol-gel  pada  temperatur rendah.  Pelapisan  bahan  dilakukan  dua  kali  menggunakan metode dip-coating manual  dan solvothermal dengan  campuran HMDS  dan n-hexane .  Hasil  sintesis  ini  kemudian  dilakukan pengujian XRF yang menghasilkan konsentrasi kemurnian silika 90,9%,  dilakukan  uji  XRD  yang  menghasilkan fasa  quartz dan amorphus ,  uji  PSA  menghasilkan  ukuran  partikel  1000nm  dan 550.5nm,  uji  FTIR  didapatkan  gugus  fungsi  siloksan  dan  gugus milik HMDS, uji UV-Vis menghasilkan peningkatan transparansi  pada  panjang  gelombang  200-300nm,  uji  WCA didapatkan  sudut  kontak  terbesar  pada  variasi  massa  4gram yaitu sebesar 98ᵒ dan sudut kontak terkecil pada variasi massa 3 gram  yaitu  sebesar  93ᵒ.  Serta  dilakukan  uji  SEM  didapatkan hasil morfologi dengan hierarki struktur telah berhasil dibuat.
Kata Kunci — Lapisan Hydrophobic, Silika, Sudut Kontak, TEOS.

## I. PENDAHULUAN
I  alam,  tumbuhan  daun  talas  merupakan  salah  satu tumbuhan  dengan  daun  yang  memiliki  struktur  unik. Daun  ini  dapat  menahan  tetesan  air  yang  jatuh  pada permukaannya. Kemampuan ini dinamakan hydrophobic . Saat air  jatuh  mengenai  permukaan  daun  talas,  butiran  air  tersebut akan menggelinding dan mengangkat kotoran yang menempel. Oleh  karena  itu,  daun  talas  mampu  membersihkan  dirinya dengan  sendirinya.  Pengamatan  perilaku  pada  daun  talas  ini menjadikan  dasar  untuk  membuat  suatu  material  modifikasi lapisan hydrophobic sebagaimana  prinsip  dari  daun  talas. Bahan  material  dasar  yang  digunakan  dalam  pembuatan lapisan hydrophobic adalah pasir silika. Pasir silika ini banyak ditemukan  di  pantai  daerah  Jawa  Timur,  sehingga  dalam pemanfaatannya  untuk  penelitian  ini  sangatlah  efisien  karna murah  dan  mudah  didapat.  Selain  itu  silika  merupakan  salah satu bahan material yang memiliki ikatan yang kuat, stabilitas termal yang tinggi, sehingga ikatannya tidak mudah lepas dan berubah.  Selain  itu  penambahan  silika  itu  sendiri  dapat memodifikasi  permukan  sehingga  akan  dapat  meningkatkan sifat hidrofobisitas [1].
Sifat hidrofobisitas ini dapat ditentukan dari besarnya sudut kontak  antara  air  dengan  permukaan.  Apabila  sudut  kontak
lebih  dari  90ᵒ  maka  permukaan  material  tersebut  dikatakan hydrophobic ,  dan  apabila  sudut  kontak  lebih  dari  150ᵒ  maka permukaan material tersebut disebut sebagai super hydrophobic [2].
Berdasarkan penelitian yang dilakukan sebelumnya oleh [3] pembuatan  lapisan hydrophobic menggunakan  pasir  silika yang  dikombinasikan  dengan  PDMS  dengan  pelapisan menggunakan  metode spray  gun menghasilkan  sudut  kontak tertinggi sebesar 126.4ᵒ  yang mengindikasikan bahwa lapisan tersebut hydrophobic. Selain itu,  menurut [4] fasa pasir silika yang  digunakan  pada  lapisan hydrophobic dengan  fasa amorphus memiliki sifat hidrofobisitas yang lebih tinggi yaitu dengan  sudut  kontak  148,24°  daripada  fasa  yang  lain  yang hanya  menghasilkan  sudut  kontak  122,07°  pada  fasa cristobalite dan 142,41° pada fasa quartz .
Silika  merupakan  senyawa  logam  oksida  yang  banyak terdapat  di  alam,  akan  tetapi  keberadaannnya  tidak  dalam kondisi  bebas  melainkan  terikat  dengan  senyawa  lain  baik secara  fisik  maupun  kimia.  Silika  yang  disintesis  dari  pasir pantai  secara  fisik  dapat  dibedakan  dari  warna  pasir  tersebut. Misalnya  adalah  apabila  pasir  tersebut  berwarna  hitam  pekat maka pasir tersebut  memiliki  kandungan  material  seperti besi oksida.  Sedangkan  pasir  dengan  warna  putih  memiliki kecenderungan kandungan material berupa kuarsa. Pasir yang mengandung kuarsa (silika) cenderung berwarna putih bening atau  warna  lainnya  bergantung  kepada  senyawa  pengotornya serta  memiliki  kandungan  yang  dominan  seperti  silika  dan beberapa pengotor lain seperti CaO, Fe 2 O 3 , TiO 2 , K 2 O. Silika memiliki  beberapa  bentuk  kristal  yang  berbeda  selain  bentuk amorf .  Tiga  bentuk  fasa  kristal poliarmofi silika  yang  paling dominan  adalah  bentuk quartz , tridymite ,  dan crystobalite . Penyusunan  atom  pada  silika  amorf  terjadi  secara  acak  dan dengan derajat keteraturan yang rendah [5].
Tetraethylorthosilicate (TEOS)  merupakan  bahan  yang umumnya menggunakan logam alkoksida untuk mempermudah  kondisi  pada  reaksi sol-gel .  TEOS  merupakan bahan  utama  dalam  pembuatan  nanopartikel  silika,  yang dalam  sintesis  akan  dikontrol  reaksi  hidrolisis  dan kondensasinya dengan proses Stober dimana penelitian Stober menggunakan alkohol atau air untuk mengontrol hidrolisis dan kondensasi  dari  TEOS.  Reaksi  hidrolisis  dan  kondensasi  dari TEOS dikatalis menggunakan amonia [6].
Dalam  preparasi  nanopartikel  silika,  kecepatan  dan  tingkat hidrolisis  TEOS  sangat  dipengaruhi  oleh  kondisi  reaksi,

## Pengaruh Variasi Massa SiO 2 Terhadap Sudut Kontak dan Transparansi Pada Lapisan Hydrophobic
Aprilya Hartinah Wardani, Mochammad Zainuri Departemen Fisika, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember e-mail : zainuri@physics.its.ac.id
D
sehingga  perlu  adanya  penambahan  surfaktan cationic untuk mengontrol  ukuran  partikel  silika  pada  skala  nano  [7]. Konsentrasi  prekursor  (TEOS)  sangat  berpengaruh  terhadap ukuran  partikel  dari  silika.  Ukuran  partikel  meningkat  seiring kenaikan  konsentrasi  TEOS  dimana  konsentrasi  amonia  dan air adalah konstan [8].
Oleh  karena  itu,  berdasarkan  pada  informasi  tersebut,  pada penelitian  ini  akan  digunakan  modifikasi  pembuatan  lapisan hydrophobic menggunakan pasir silika yang dicampur dengan TEOS  sebagai  bahan  pengisinya.  Dan  material  HMDS digunakan  untuk  menurunkan  energi  permukaan  pada  lapisan sehingga  dapat  meningkatkan  sifat  hidrofobisitasnya.  HMDS ini  sebagai  pengikatnya,  serta  pelapisan  bahan  menggunakan metode dip-coating untuk  mengetahui  seberapa  besar kemampuan hidrofobisitas yang dihasilkan.

## II. METODE

## A. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah kaca ukuran 2,4x2.4x1cm,  gelas  beker,  gelas  ukur,  pipet  tetes,  timbangan digital, magnet permanen neodium , ayakan 145 mesh, ayakan 250 mesh, ayakan 400 mesh, spatula kaca, spatula aluminium, kertas saring halus, mortar, corong kaca, corong plastik, tissue, gunting,  PH universal,  ball  milling, bola  zirkon  silinder  48 buah,  cawan  keramik,  pengaduk  magnetik  ( hot  plate )  dan magnetic stirrer, dan presto cooker.
Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah  pasir  silika  Bancar- Tuban, Tetraetoxysilane (TEOS 98%), ethanol , n-hexane , 1-1- 1,3-3-3- Hexamethyldisilanze (HMDS),  larutan  HCl  37%, NaOH, alkohol 70% serta aquades .
Kemudian  dilakukan  beberapa  pengujian  antara  lain Fourier  Transform  Infrared  Spectroscopy (FTIR), X-Ray Floresence (XRF), X-Ray  Difraction (XRD), Particle  Size Analyzer (PSA), Scanning  Electron  Microscopy (SEM),  UV- Vis,  kamera  DSLR  Canon  EOS  650D,  kaca  ITO, Water Contact  Angle (WCA),  dan GIMP software untuk analisissudut kontak air.

## B. Sintesis Silika
Pasir  silika  yang  digunakan  berasal  dari  pantai  Bancar, Tuban,  Jawa  Timur  disiapkan  sebanyak  20  gram.  Pertama pasir  diayak  dengan  ayakan  145  mesh,  lalu  pasir  diseparasi menggunakan magnet permanen neodium . Kemudian itu pasir diayak  menggunakan  ayakan  250  mesh,  dan  dilakukan wet milling dengan alat milling menggunakan bola zirkon silinder sebanyak  50  buah,  19.25  gram,  dan  167  ml  alkohol  dengan kecepatan milling 150rpn selama 16jam. Kemudian dikeringkan  dengan magnetic  stirer selama  5  jam  dengan temperatur 100ᵒC. Selanjutnya serbuk tersebut di ayak dengan ayakan  400  mesh.  Kemudian  ke  dalam  HCL  2M  dengan massa pasir 18 gram dan HCL sebanyak 540 ml selama 4 jam. Lalu,  serbuk  silika  dicuci  dengan aquades hingga  pH=7,  dan dikeringkan.  Serbuk  silika  yang  telah  dikeringkan  kemudian dilarutkan ke dalam NaOH dengan perbandingan silika dengan NaOH  adalah  15  gram  :  21  gram  dengan  temperatur  250ᵒC selama waktu 2 jam dan diaduk menggunakan magnetic stirer .
Selanjutnya,  ditambahkan  200  ml aquades dan  diaduk menggunakan magnetic  stirer selama  1  jam.  Lalu  disaring menggunakan  kertas  saring  halus,  larutan  yang  lolos  melalui penyaringan  tersebut  merupakan  larutan  Natrium  Silikat (Na 2 SiO 3 ).  Larutan  Natrium  Silikat  kemudian  diaduk menggunakan magnetic stirer dan dititrasi menggunakan HCl 2M  hingga  pH=7.  Selanjutnya  larutan  diendapkan  selama  24 jam,  kemudian  dicuci  dengan aquades untuk  menghilangkan garam  (NaCl)  yang  terbentuk  selama  proses  titrasi.  Endapan kemudian  disaring  dan  dikeringkan,  lalu  ditumbuk  dengan mortar.

## C. Sintesis Bahan Pelapisan
Metode yang digunakan dalam sintesis bahan pelapis adalah menggunakan  metode sol-gel .  Bahan  HCL  37%  diencerkan dengan aquades hingga  pH=2.  Kemudian  dicampurkan dengan  TEOS  dengan  perbandingan  4.6  :  1  dan  diaduk menggunakan magnetic  stirer selama  2  jam,  larutan  ini menjadi  asam  silikat.  Selanjutnya  serbuk  silika  yang  telah dimurnikan,  ditimbang  1  gram,  2  gram,  3  gram,  dan  4  gram. Lalu  serbuk  silika  tersebut  dicampurkan  dengan  200  ml ethanol ,  dan  diaduk  menggunakan magnetic  stirer dan kemudian  dimasukkan  ke  dalam ultrasonoc  vibrator selama 30  menit.  Larutan  tersebut  membentuk  larutan silika-ethanol . Larutan silika-ethanol tersebut  dicampur  dengan  asam  silikat dengan perbandinga serbuk silika dengan asam silikat adalah 1 :  2,  kemudian  diaduk  menggunakan magnetic  stirer dan ultrasonic vibrator selama 2 jam.

## D. Pelapisan Bahan Pada Substrat
Pada proses ini dimulai dengan preparasi bahan kaca ukuran 24mm  x  24mm  x  1mm.  Kaca  dibersihkan  menggunakan ultrasonic  cleaner ,  kemudian  dikeringkan  dengan  temperatur 50ᵒC.  Setelah  itu gel hasil  sintesis  sebelumnya  diletakkan dikaca  dengan  cara  pencelupan  manual  selama  5detik  sekali. Diulangi  untuk  variasi  massa  1gram,  2gram,  3gram,  dan 4gram.  Kemudian  dilakukan  proses  curing  pada  temperatur 80ᵒC  selama  4  jam  dan  120ᵒC  selama  6  jam.  Setelah  itu dicelupkan  ke  dalam  campuran  HMDS  dan n-hexane yang melalui  proses solvothermal selama  20menit.  Selanjunya dipanaskan selama 4 jam dengan temperatur 120ᵒC.

## E. Diagram Alir Penelitian
Berikut  ini  diberikan  diagram  alir  pada  proses  sintesis silika.
Gambar 1. Diagram Alir Sintesis Silika
Gambar 2. Diagram Alir Pelapisan Bahan Hydrophobic

## III. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

## A. AnalisisSintesis Silika
Berdasarkan sintesis silika  yang telah dilakukan, dilakukan uji  Particle  Size  Analyzer  dan  didapatkan  ukuran  partikel setelah  dilakukan  pemurnian  dan  pereduksian  yaitu  sebesar 550,5nm.  Selanjutnya,  untuk  mengetahui  kandungan  unsur- unsur  dan  komposisi  kimia  dalam  pasir  silika  setelah pemurnian,  maka  dilakukan  pengujian  dengan X-ray Flourescene (XRF)  dan  didapatkan  hasilnya  pada  tabel dibawah ini.
Tabel 1. Kandungan unsur hasil uji XRF Unsur Presentase kandungan Si 90,90% P 0,87% K 0,53% Ca 0,93%
Sc
0,01%
Ti 0,67% V 0,02% Cr 0,06% Mn 0,05% Fe 0,52% Ni 0,02% Cu 0,09% Zr 5,30% Yb 0,05%
Pasir silika pantai Bancar secara alami banyak mengandung komposisi utama silikon (Si) sebesar 83,3% dengan komposisi pengotor  lainnya  dengan  persentase  yang  paling  banyak adalah  Fero(Fe)  dan  Kalium(K).  Berdasarkan  tabel  hasil  uji XRF  setelah  dilakukan  pemurnian,  didapatkan  kandungan silika  yang  lebih  tinggi  yaitu  90,9%  dibandingkan  dengan sebelum  dilakukan  pemurnian  silika  hanya  sekitar  83,8%. Sehingga dapat dikatakan telah cukup tinggi pemurnian silika, walau  masih  terdapat  banyak  pengotor.  Hal  ini  dikarenakan proses  pemurnian  yang  kurang  sempurna,  sehingga  masih terdapat bahan-bahan lain.
Selain  itu,  dilakukan  uji  XRD  sebelum  dan  sesudah dilakukan  proses  sintesis.  Berikut  ini  gambar  hasil  XRD sebelum dilakukan proses sintesis silika.

## Gambar 3. Hasil Uji XRD Silika Sebelum Sintesis
Berdasarkan  hasil  uji  XRD  diatas,  silika  yang  belum menjalani  sintesis,  yaitu  proses  pemurnian  memiliki  fasa quartz  low .  Hal  ini  dapat  dilihat  berdasarkan  puncak-puncak yang  terbentuk  yang  mengindikasikan  bahwa  sampel  tersebut memiliki  fasa quartz  low dengan  sistem  kristal  trigonal. Indentifikasi  ini  menggunakan  software Match2! dengan membandingkan  data  terukur  dengan  data  terhitung.  Puncak pertama  berada  pada  rentang  sudut  2ϴ  yaitu  20,87ᵒ,  dan puncak tertinggi berada pada rentang sudut 2ϴ sebesar 26.66ᵒ yang  mengiindikasikan indentitas dari fasa quartz low .  Selain itu,  melalui  data  XRD  tersebut  dapat  diindikasikan  ukuran partikel  sebelum  dilakukan  pemurnian.  Puncak-puncak tersebut terlihat tinggi yang tidak melebar hal ini menandakan bahwa sampel sebelum dilakukan pemurnian memiliki ukuran orde skala mikro.
Berikut  ini,  data  hasil  uji  XRD  setelah  dilakukan  proses pemurnian

## Gambar 4. Hasil Uji XRD Silika Setelah Sintesis
Setelah  dilakukan  pemurnian,  puncak-pucak  pada  hasil XRD pertama memiliki pergeseran yang cukup tinggi. Hal ini mengindikasikan terjadinya perpindahan fasa yang terjadi. Hal ini  dapat  dilihat  dari  puncak-puncak  yang  terbentuk  berbeda dengan  hasil  uji  XRD  pertama  sebelum  pemurnian  yang memiliki  fasa quartz  low .  Berdasarkan  gambar  hasil  XRD terlihat  puncak  yang  melebar  untuk  silika  itu  sendiri.  Hal  ini diindikasikan bahwa silika setelah proses pemurnian memiliki fasa amorphus .  Hal  ini  dilihat  dari  puncak  yang  landai  dan lebar pada sudut puncak pertama silika 2ϴ sebesar 22,11ᵒ. Dan terlihat  sudut  2ϴ  untuk  silika  selanjutnya  berada  pada  sudut 31,71ᵒ; 45,22ᵒ; 49,90ᵒ; dan 54,67ᵒ. Fasa amorf pada silika yang tidak terlalu terlihat ini disebabkan oleh adanya fasa pengotor NaCl  halite  yang  lebih  dominan,  sehingga  terlihat  banyak puncak milik pengotor NaCl. Dimana NaCl tersebut memiliki fase  kristalin  sehingga  fasa  amorphus  milik  silika  itu  senditi bergeser dan tidak terlalu terlihat. Dimana NaCl fase halite ini terlihat  pada  puncak-puncak  yang  pertama  berada  pada  2ϴ sebesar 27,39;  dan puncak  tertinggi berada  pada  2ϴ  sebesar 31,66. Sudut 2ϴ lainnya untuk NaCl berada pada, 45,59ᵒ dan 56,49ᵒ. Hal ini disebabkan pada saat pencucian gel asam silisit dengan aquades , tidak seluruhnya garam NaCl terbuang.

## B. AnalisisBahan Pelapisan
Metode sol-gel ini dilakukan dengan pencampuran HCl dan TEOS dengan silika-ethanol. Pencampuran HCl dan TEOS ini menghasilkan asam silikat. Dengan HCl sebagai katalis untuk mempercepat  laju  reaksi.  Penambahan  katalis  berkaitan dengan  ukuran  partikel,  semakin  tinggi  konsentrasi  dari katalis,  maka  ukuran  partikel  akan  semakin  besar.  Keempat bahan  tersebut  diaduk  menggunakan  magnetic  stirer  agar tercampur secara sempurna. Setelah itu dimasukkan ke dalam ultrasonic  vibrator  selama  2  jam  untuk  menghilangkan mineral-mineral  yang  tidak  dibutuhkan.  Proses  pembentukan sol  menuju  gel  ini  terjadi  pada  proses  kondensasi. Pembentukan  alcogel  diperoleh  dari  proses  pematangan (anging) selama  kurang  lebih  24jam .  Alcogel (gel  basah) terdapat  jaringan  SiO 2 yang  dikelilingi  oleh  pori-pori  yang berisi ethanol dan H 2 O [9].
Disamping  itu,  sebelum  dilakukan  proses  pelapisan  bahan, kaca  dibersihkan  terlebih  dahulu  menggunakan ultrasonic cleaner untuk  menghilangkan  debu-debu  dan  kotoran  halus yang  menempel.  Setelah  itu  dikeringkan,  dan  dilakukan pencelupan  pertama  secara  manual  pada  larutan alcogel yang telah dibuat sebelumnya. Dengan cara proses pencelupan yang berlangsung selama 5 detik.
Kemudian dilakukan proses pencelupan kedua ini dilakukan dengan  tujuan  untuk    HMDS  ini  sebagai silylating  agent. Penambahan  HMDS  ini  berfungsi  untuk  memodifikasi permukaan dimana atom H pada gugus Si-OH digantikan oleh alkil  menjadi  gugus  Si-R  yang  mencegah  adsorpsi  air, sehingga menghasilkan material yang bersifat hidrofobik [10].
Proses  pencelupan  yang  kedua  ini  menggunakan  metode solvothermal .  Dimana  pada  metode  ini  menggunakan temperatur  dan  pressure  yang  tinggi.  Dalam  penelitian  ini menggunakan  presto  cooker  yang  dimodifikasi  seperti autoclave .  Kaca  yang  telah  dilapisi  pada  pelapisan  pertama dilapiskan  lagi  dengan  lapisan  kedua  dengan  dimasukkan  ke dalam presto  cooker yang  berisi  larutan  HMDS.  Kemudian, dipanaskan  dalam  kompor  hingga  larutan  HMDS  menguap dan  habis.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  kaca  yang  berada  di dalamnya telah berhasil dilapiskan.

## C. Karakterisasi Uji FTIR
Karakterisasi FTIR dilakukan pada rentang gelombang 400- 5000cm -1 .  Berikut  ini,  hasil  spektrum  FTIR  silika coating dengan massa 1gram

## Gambar 5. Spektrum FTIR silika dengan massa 1 gram
Berdasarkan hasil spektrum inframerah FTIR silika dengan massa  1gram,  terdapat  beberapa  ikatan  yang  terbentuk.  Dari analisisFTIR  terlihat  distribusi  gugus  molekuler  pembentuk lapisan  hidrofobik  silika,  yang  berasal  dari  pasir  silika murni(SiO 2 ),  silika  yang  berasal  dari  campuran  TEOS,  dan pengikat HMDS yang memiliki fase yang terpisah-pisah. Pada spektrum  panjang  gelombang  1068  cm -1 untuk  gugus  fungsi Si-O-C  didapatkan  dari  sintesis  silika  dengan  campuran TEOS.  Pada  gugus  fungsi  siloksan  Si-O-Si  berada  pada panjang  gelombang  1033,2  cm - 1  didapatkan  dari  pasir  silika yang  telah  mengalami  proses  pemurnian.  Untuk  gugus  fungsi Si-C 6 H 5 dan  Si-CH 3 serta,  ikatan  gugus  silanol  Si-OH  yang ditemukan pada panjang gelombangg 1430cm -1 dan 1279cm -1 serta  3233cm -1 yang  merupakan  ikatan  yang  didapatkan  dari sintesis silika dan TEOS. Pada bilangan gelombang 1360cm -1 ditemukan  ikatan  C-N  yang  dimiliki  oleh  pengikat sylating
agent HMDS. Hal ini dapat dilihat pada rentang  karakteristik bilangan  gelombang  ikatan  silika  yang  berasal  dari  referensi berikut ini
Tabel 2 Karakteristik Bilangan Gelombang Ikatan Silika [18] Wavenumber (cm-1) SiO 2 SiO 2 /TEO
S HMD S Assignment 1110-1050 - 1068,07 - Si-O-C Stretching 1130-1000 1033, 25 - - Si-O-Si Asymmetric Stretching 1430, 1110 - 1430 - Si-C 6 H 5 Stretching 1280-1250 - 1279 - Si-CH 3 Simetric bending 2250-2100 - 2197 - Si-H Stretching 3200-3700 - 3233 - Si-OH Stretching 1360 - - 1360 C-N Stretching
Berdasarkan  analisisyang dilakukan terlihat elemen-elemen pembentuk lapisan hidrofobik, tidak terjadi reaksi persenyawaan  secara  keseleruhan,  tetapi  masing-masing  tetap ada  pada  fase  pembentuk  awal,  yaitu  silika  dan  HMDS. Sehingga  dapat  dikategorikan  sebagai  pelapisan  lapisan hidrofobik.  Material  komposit  tersebut  terdiri  dari  HMDS sebagai  material  matriknya  dan  silika  dari  TEOS  dan  pasir alam yang telah dimurnikan sebagai pengisinya.

## D. Karakterisasi Uji UV-Vis
Pada  pengujian  UV-Vis  pada  penelitian  ini  menggunakan alat Genesys IOS UV-VIS Spectrophotometer dengan rentang panjang  gelombang  200nm-300nm.  Pada  penelitian  ini, sampel yang berhasil diujikan berjumlah 2 sampel, yaitu pada massa  1  gram  dan  2  gram.  Sedangkan  untuk  variasi  massa  3 gram dan 4 gram tidak dapat diuji karena tingkat larutan yang terlalu pekat dan keruh. Hal ini dikarenakan konsentrasi massa yang  digunakan  lebih  banyak  sedangkan  pelarut  ethanol dianggap  tetap  volumenya,  sehingga  mengakibatkan  warna larutan  menjadi  keruh  dan  menggumpal.  Pada  pengujian dengan  variasi  konsentrasi  massa  2  gram  dilakukan pengenceran  terlebih  dahulu  dengan  ethanol  sebanyak  10mL. Hubungan  antara  panjang  gelombang  terhadap  transmittance pada  variasi  konsentrasi  massa  1gram  dan  2gram  diberikan gambar grafik sebagai berikut.
Berdasarkan  hasil  dari  pengamatan  UV-Vis  pada  variasi konsentrasi  massa  1  gram  dan  2  gram  terlihat  bahwa  pada daerah  cahaya  menuju  ke  visible  light  (<400nm)  tampak transmitansi  cenderung  meningkat  dibandingkan  dengan daerah  UV.  Tetapi  saat  diuji  dengan  panjang  gelombang <300nm  alat  mengindikasikan  bahwa  tingkat  transmitansi berada  diluar  jangkauan.  Sehingga  pengujian  tidak  dapat dilakukan lagi untuk panjang gelombang diatas 300nm. Selain itu,  tingkat  transparansi  yang  dihasilkan  ini  juga  bergantung pada  kuvet  yang  digunakan.  Kuvet  yang  digunakan  dalam pengujian  ini  sedikit  buram,  sehingga  mempengaruhi  dispersi sumber panjang gelombang yang mengenai kuvet tersebut.
Berdasarkan  grafik  gambar  6  dapat  terlihat  pada  variasi massa  1  gram  memiliki  nilai  presentase  transmitansi  yang tertinggi pada panjang gelombang 300nm yaitu sebesar 69.7%
dan  pada  variasi  konsentrasi  massa  2  gram  memiliki  nilai presentase transmitansi yang tertinggi pada panjang gelombang 300nm sebesar 115,8%.
Gambar 6. Grafik Hasil Uji Transmittance UV-Vis
Tingkat transmitansi yang lebih besar pada variasi massa 2 gram  ini  dikarenakan  jenis  pengisi  silika  yang  digunakan memiliki jenis  yang sama dengan  material substrat kaca  yang digunakan  sebagai  media  pelapisan.  Substrat  kaca  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  memiliki  kandungan  silika sebagai  bahan  utama  pembuatannya,  sehingga  semakin  tinggi konsentrasi  massa  yang  ditambahkan  justru  akan  membuat kaca  terlihat  seakan-akan  transparan.  Berikut  ini,  diberikan jenis  material  yang  digunakan  dalam  proses  pembuatan substrat  kaca.
Tabel 3. Komposisi material pembuatan kaca [9] Unsur Serbuk kaca SiO 2 61,72% Al 2 O 3 3,45% Fe 2 O 3 0,18% CaO 2,59%

## E. Karakrerisasi Uji WCA
Penangkapan  gambar  ini  menggunakan  camera  HP  ASUS dengan  kekuatan  lensa  12MP  dan  pengukuran  sudut  kontak yang terbentuk menggunakan software GIMP. Pada penelitian ini  difokuskan  pada  pengaruh  perubahan  konsentrasi  massa silika  pasir  terhadap  elemen  pemadu  lain  yang  konstan. Menurut  [9]  sudut  kontak  media  kaca  biasa  yang  belum dilapisi  dengan  pengisi  silika  memiliki  sudut  kontak  sebesar 79,18. Hal ini mengindikasikan bahwa media kaca yang tidak dilapisi  oleh  lapisan  dengan  pengisi  material  tertentu  bersifat sebagai  hidrofilik.  Secara  teori,  lapisan  dikatakan  hidrofobik apabila  memiliki  sudut  kontak  yang  terbentuk  antara  lapisan permukaan  dengan  cairan  <90ᵒ,  apabila  sudut  kontak  yang terbentuk dibawah 90ᵒ  maka  lapisan tersebut dapat  dikatakan hidrofilik  atau  tidak  suka  air.  Oleh  karena  itu,  diperlukan modifikasi  lapisan  permukaan  sebagai  bahan  pelapis hidrofobik.  Pada  penelitian  ini,  digunakan  variasi  konsentrasi massa  pengisi  pasir  silika  sebanyak  1  gram,  2  gram,  dan  3 gram.  Penggunaan  pengisi  silika  yang  bervariasi  ini
diharapkan  mampu  meningkatkan  kekasaran  permukaan lapisan  yang  mengakibatkan  peningkatan  sifat  hidrofobisitas. Proses pengujian dilakukan dengan cara meneteskan air diatas media kaca yang kemudian difoto dengan camera, dan diukur sudut kontaknya. Berikut ini,  hasil pengujian dan pengukuran sudut  kontak  yang  terbentuk  antara  air  dengan  lapisan permukaan.
Gambar 7. Sudut Kontak Tetesan Air dengan Lapisan Permukaan(1) 1 gram, (2) 2 gram, (3) 3 gram, dan (4) 4 gram .
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  pengukuran  sudut  kontak antara air dan permukaan lapisan, terlihat bahwa penambahan konsentrasi  massa  pengisi  silika  tidak  terlalu  berpengaruh besar  terhadap  sudut  kontak  yang  terbentuk  antara  keempat variasi  massa  tersebut.  Tetapi  keempat  variasi  tersebut  telah berhasil  dibuat  dan  memiliki  sifat  hidrofobik.  Sudut  kontak tertinggi  terbentuk  pada  variasi  massa  4  gram  yaitu  sebesar 98ᵒ.  Sedangkan  sudut  kontak  terendah  tersapat  pada  variasi massa  3  gram  yaitu  sebesar  93ᵒ.  Sedangkan  untuk  variasi massa  1  gram,  2  gram,  dan  3  gram  terlihat  tidak  mengalami peningkatan  sudut  kontak  yang  besar.  Hal  ini  dikarenakan, distribusi partikel yang tidak merata pada saat proses coating, selain  itu  ukuran  partikel  yang  masih  terlampau  cukup  besar yaitu  550,5  nm  yang  mengakibatkan  sudut  kontak  yang terbentuk masih belum maksimal. Selain itu, pada media kaca yang tidak terlapisi oleh pengisi lapisan, perbedaannya cukup besar.  Karena,  kaca  biasa  yang  belum  terlapisi  ini  memiliki jenis  material  yang  bersifat  polar.  Material  polar  ini  yang menyebabkan  gaya  tarik-menarik  antara  air  dan  permukaan lapisan  kaca  itu  sendiri,  sehingga  mengakibatkan  interaksi yang luas antara air dan lapisan permukaan. Selain itu, struktur permukaan  pada  kaca  yang  tidak  terlapisi  cenderung  halus. Sedangkan  pada  kaca  yang  telah  terlapisi  oleh  pengisi  silika, memiliki  struktur  permukaan  yang  kasar,  sehingga  interaksi antara air dan permukaan kaca cenderung lebih kecil.
Proses modifikasi struktur permukaan ini terdiri dari proses pelapisan  silika  itu  sendiri  yang  berasal  dari  pasir  alam  yang telah  dimurnikan,  silika  dari  campuran  dengan  TEOS,  dan sylalating  agent  sebagai  pengikatnya.  Ketiga  proses  ini
diharapkan dapat membentuk suatu struktur hirarki yang dapat meningkatkan  kekasaran  permukan  sehingga  meningkatkan sifat  hidrofobisitasnya.  Struktur  ini  dibentuk  oleh  susunan- susunan partikel pengisi berorde mikron yang diselubungi oleh partikel  pengisi  orde  nano.  Perbedaan  ini  mengakibatkan banyaknya  kekasaran  yang  dapat  menjebak  interaksi  udara dengan  air,  sehingga  dapat  meminimalisir  interaksi  yang  luas pada permukaan kaca dengan air. Hal ini dapat menghasilkan sudut  kontak  yang  lebih  besar.  Disamping  itu,  silika  sebagai pengisi  juga  menimbulkan  gaya  permukaan  yang  rendah, sehingga  menimbulkan  sifat  non-polar  pada  permukaan  yang mengakibatkan  sudut  kontak  antara  air  dan  permukaan  besar. Selain  itu,  pada  penelitian  ini  menggunakan  HMDS  sebagai penganti  gugus  silanol  dengan  gugus  alkil  yang  mana  dapat meningkat besarnya sudut kontak yang terbentuk. Tetapi pada penelitian  ini,  konsentrasi  HMDS  yang  diguakan  cukup  kecil dan  proses  pelapisannya  tidak  sempurna  sehingga  hasil  sudut kontak yang didapatkan kurang maksimal.

## F. Karakterisasi Uji SEM
Pengujian  SEM  ini  menggunakan  perbesaran  15.000x. Berikut ini gambar hasil uji SEM variasi massa 1 gram,

## Gambar 8. Morfologi Permukaan Kaca yang Telah Dilapisi
Berdasarkan  hasil  SEM  yang  didapatkan,  terlihat  bentuk struktur  morfologi  telah  berhasil  membentuk  hierarki struktural.  Struktur  dapat  dilihat  pada  partikel  yang  berode mikro pada gambar 4.8  memiliki  ukuran 5  mikron, kemudian partikel  bertumpuk-tumpuk  dengan  partikel  yang  lebih  kecil lagi yaitu berukuran 2,27 mikron, dan bertumpuk-tumpuk lagi pada ukuran yang lebih kecil. Terlihat bahwa terdapat partikel orde nano paling kecil yang berada paling luar dengan ukuran 0,21 mikro dan 0,91 mikro. Hierarki struktural ini dapat dilihat dari  penyusunan  orde  mikron  yang  semakin  keatas  orde penyusunan  tiap layer makin  kecil,  sehingga  hal  ini  dapat meningkatkan kekasaran morfologi permukaan yang menyebabkan  sifat  hidrofobisitasnya  pun  semakin  tinggi. Sedangkan  energi  permukaan  yang  menurun  ini  disebabkan interaksi  yang  kecil  antara  air  dengan  permukaan  kaca  yang menyebabkan  tingginya  interaksi  air  dengan  udara,  sehingga air  akan  cenderung  mempertahankan  bentuk  bulatnya,
akibatnya  sudut  kontak  anatra  air  dan  permukaan  kaca  yang terbentuk  akan  semakin  besar.  Hal  ini  mengakibatkan  sifat hidrofobisitasnya pun akan semakin besar pula. Hal ini terlihat pada  sudut  kontak  pada  variasi  massa  1  gram  terbentuk  93ᵒ. Meskipun  kurang  maksimal  tetapi  sudah  berhasil  dibuat lapisan  hidrofobik  dengan  terbentuknya  struktur  hierarki struktural.

## IV. KESIMPULAN
Beberapa  kesimpulan  yang  diperoleh  dari  penelitian  ini adalah sebagai berikut:
1. Variasi  massa  serbuk  SiO 2 tidak  terlalu  berpengaruh pada  sudut  kontak  yang  terbentuk.  Besar  sudut  kontak variasi  massa  1  gram,  2  gram,  3gram  dan  4  gram berturut-turut adalah 94ᵒ,  95ᵒ,  93ᵒ dan  98ᵒ.
2. Variasi  massa  serbuk  SiO 2 juga  berpengaruh  pada transparansi  yang  dihasilkan.  Semakin  besar  massa pengisi  SiO 2 yang  dicampurkan,  maka  presentase transparansinya  semakin  besar    pada    panjang gelombang 200-300nm.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]
I.  A.  Ferbi,  “Pengaruh  Temperatur  Perlakuan  Panas  pada  Lapisan Hydrofobic Komposit PDMS/SiO2 dengan Fasa Silika Kristobalit,”
J. Sains dan Seni ITS , vol. 5, pp. 1–5, 2016.
[2]
R.  Karthick,  B  &  Maheshwari,  “Lotus-Inspired  Nanotechnology Applications,” doi 10.1007/s12045-008-0113-y , vol. 13, no. 12, pp. 1141–1145, 2008.
[3] M. Irawati, Adhita F. dan Zainuri, “Pengaruh Temperatur Perlakuan Panas  pada  Lapisan  Hydrophobic  Komposit  PDMS/SiO2  dengan Fasa  Silika  Kristobalit,” J.  Sains  dan  Seni  ITS ,  vol.  5,  no.  1,  pp. 2337–3520, 2016.
[4] M.  Rahayu,  Finanti  dan  Zainuri,  “Pengaruh  Jenis  Fasa  Sio2 (Amorphous,  Quartz,  Cristobalite)  Terhadap  Sifat  Hydrophobic Pada Media Kaca,” J. Pomits , pp. 1–7, 2016.
[5] &  V.  P.  Rahman,  I.  A.,  “Synthesis  of  Silica  Nanoparticles  by  Sol- Gel:  Size-Dependent  Properties,  Surface  Modification,  And Applications  In  Silica-Polymer  Nanocomposites  In  Review,” J. Nanomater. , vol. 2012, pp. 1–15, 2012.
[6] O.  P.  &  J.  R.  Arjasa,  “Facile  One  Pot  Synthesis  Of  Highly Monodispere  Silica  Nanoparticles  In  Water  Based  Medium,” J. Sains Mater. Indones. , vol. 14, pp. 34–39, 2012.
[7] S. A. Singh, L.P., S.K. Bhattacharyya, G. Mishra, “Functional Role of Cationic Surfactant to Control The Nano Size of Silica Powder,” Appl. Nanosci. , vol. 1, pp. 117–122, 2011.
[8] D. Ensikat, HJ, “Superhydrophobicity in perfection: the outstanding popertiesof the lotus leaf,” Universitat Dresded, Bonn, 2011.
[9] R.  S.  Dwi,  “Pengaruh  Waktu  Tahan  Proses  Kalsinasi  Prekursor Silika  sebagau  Material  Pelapis  Hidrofobik,”  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember, 2016. [10]
A.  Fajri,  “Sintesis  Aerogel  Berbasis  Dengan  Pengeringan  Pada Tekanan Ambient,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2010.