## DEVELOPMENT OF POLYPYRROLE/GRAPHENE OXIDE GAS SENSOR FOR DETECTION OF COFFEE AROMA
Yeni Maulidah Muflihah * , Zona Salsabila Ardyanti, Inayatul Aulia Rizka Zein, Zulfikar, Siswoyo, Asnawati, Tri Mulyono
Sensor and Instrumentation Research Group, Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Jember
E-mail: *yeni.maulidah.fmipa@unej.ac.id
Received: 13 Desember 2012. Accepted: 17 Mei 2023. Published: 30 Juni 2023 DOI: 10.30870/educhemia.v8i1.18231
Abstract: Detecting and characterizing coffee aroma is crucial for determining the quality of coffee.  While  gas  chromatography  is  the  standard  method,  using  gas  sensors  is  a  feasible alternative. The electrode material used extensively influences the response produced by the gas  sensor.  This  study  explores  using  composites  of  the  conductive  polymer  polypyrrole (PPy)  and  graphene  oxide  (GO)  as  materials  for  gas  sensor  electrodes.  In  the  study,  we synthesized PPy and GO and characterized them using UV-Vis and FTIR spectrophotometry, confirming  that  the  compounds  obtained  were  PPy  and  GO.  The  researchers  varied  the composition and thickness of PPy/GO in electrode fabrication. Varying the percentage of GO in the composite by 0, 5, 10, and 15% GO resulted in different PPy/GO compositions, while electrode  thicknesses  observed  were  0.083,  0.21,  0.39,  and  60  mm.  Electrode characterization,  including  sensitivity,  conductivity,  and  response  time,  showed  that  the PPy/GO electrode with a composition of 15% GO and a thickness of 0.21 mm had the best response. The PPy/GO sensor was tested on the aroma of Robusta coffee from three different plantations  in  the  Jember  area,  East  Java.  It  was  able  to  distinguish  the  aroma  of  coffee. Measurement of electrode reproducibility in measuring each sample for one month showed consistent  results  from  week  to  week,  with  a  %RSD  of  less  than  5%.  The  research  results demonstrate that the PPy/GO sensor with a GO composition of 15% and a thickness of 0.21 mm  has  excellent  potential  for  differentiating  the  aroma  of  coffee  with  different compositions of constituent compounds.
Keywords: Conductive polymer; gas sensor; graphene oxide; coffee aroma; pollypirole
Abstrak: Karakterisasi  aroma  kopi  merupakan  salah  satu  hal  yang  sangat  penting  untuk menentukan  kualitas  kopi.  Disamping  penggunaan  gas-kromatografi  sebagai  metode standard,  penggunaan  sensor  gas  dalam  mendeteksi  dan  mengkarakterisasi  aroma  kopi menjadi  salah  satu  alternatif  metode  yang feasible .  Faktor  yang  sangat  mempengaruhi response  yang  dihasilkan  pada  sensor  gas  adalah  material  elektroda  yang  digunakan. Penelitian ini mempelajari penggunaan komposit dari polimer konduktif polipirol (PPy) dan grafena oksida (GO) sebagai material pada elektroda sensor gas. Penelitian diawali dengan melakukan sintesis PPy dan GO, serta karakterisasinya menggunakan spektrofotometri UV-
Vis dan FTIR. Hasil karakterisasi mengkonfirmasi bahwa senyawa yang didapatkan adalah PPy dan GO. Fabrikasi elektroda dilakukan dengan variasi komposisi dan ketebalan PPy/GO. Variasi komposisi ppy/GO dilakukan dengan variasi persentase GO dalam komposit sebesar 0;  5;  10;  dan  15%  GO.  Ketebalan  elektroda  yang  diamati  adalah  0.083,  0.21,  0.39  dan  60 mm.  Karakterisasi  elektroda  yang  meliputi  sensitivitas,  konduktivitas  dan  waktu  response menunjukkan bahwa elektroda PPy/GO dengan komposisi 15% GO dan ketebalan 0.21 mm merupakan  elektroda  yang  mampu  merespons  paling  baik.  Hasil  pengujian  sensor  ppy/GO terhadap aroma kopi robusta dari tiga kebun yang berbeda di wilayah Jember, Jawa Timur, menunjukkan  bahwa  sensor  mampu  membedakan  aroma  kopi.  Pengukuran  reprodusibilitas elektroda  dalam  mengukur  masing-masing  sampel  selama  1  bulan  juga  menunjukkan  hasil yang  konsisten  dari  minggu  ke  minggu,  dengan  %RSD  kurang  dari  5%.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa sensor PPy/GO dengan komposisi GO sebesar 15% dan ketebalan 0.21 mm sangat potensial untuk mendiferensiasi aroma kopi yang memiliki perbedaan komposisi senyawa penyusun.
Kata kunci: Polimer konduktiv; sensor gas; graphena oxide; aroma kopi

## PENDAHULUAN
Material penyusun elektroda
merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi  hasil  pengukuran  sensor gas.  Material  yang  lazim  digunakan antara  lain  oksida  logam,  polimer konduktif, logam katalik, dan optik.(Wang et  al. ,  2010)  Polimer konduktif  akhir-akhir  ini  menjadi  salah satu material alternatif pembuatan sensor gas  karena  memiliki  nilai  konduktivitas dan  ketahanan  yang  tinggi,  ringan, fleksibel,  tidak  terpengaruh  kelembaban, serta  sensitivitas  tinggi  (Bai  and  Shi, 2007).  Polimer  konduktif  yang  bisa digunakan  antara  lain  yaitu  polipirol sebagai  sensor  gas  NO 2 (Navale et  al. , 2014), polianilin-ZnO sebagai sensor gas NH 3 (Qi et  al. ,  2014),  dan  politiopen-
(Chiou, Wu and Lin, 2019).
Polipirol  (PPy)  memiliki  stabilitas kimia dan nilai konduktivitas termal yang tinggi  serta  stabil  pada  lingkungan dengan  suhu  kamar  (Stejskal et  al. , 2016).  Penggunaan  PPy  sebagai  polimer memerlukan dopan dengan menggunakan material  aktif  untuk  meningkatkan  nilai konduktivitas.  Menurut  (Bhargava et  al. , 2020), (Imamura et al. , 2020), penggunaan grafena oksida (GO) sebagai doping  sensor  gas  merupakan  perpaduan yang  baik  karena  material  GO  memiliki luas  permukaan  besar  dan  sensitivitas tinggi  akibat  adanya  gugus  fungsi  pada GO.  Luas  permukaan  yang  besar menyebabkan  adsorpsi  molekul  gas  dan interaksi  dengan  molekul  target  menjadi lebih banyak, sehingga sensitivitas sensor meningkat  (Tang et  al. ,  2018)  dan (Prezioso et al. , 2013) melaporkan bahwa penggunaan  sensor  gas  berbasis  grafena
oksida  menghasilkan  respon  yang  tinggi saat  diaplikasikan  dalam  pengukuran senyawa  volatil  (NH 3 ,  NO 2 ,  CO,  H 2 S,
C 2 H 5 OH).
Kombinasi  PPy  dan  grafena  sebagai dopan  telah  dilakukan  oleh  (Farea et  al. ,
2021)  untuk  mengukur  gas  CO.  (Patil et al. ,  2016)  mengaplikasikan  sensor PPy/GO  untuk  pengukuran  gas  NH 3 , metana,  H 2 S,  dan  CO 2 ,  dan  Wang et  al .
(2019)  menggunakan  dalam  pengukuran kelembaban,  yang  menghasilkan  nilai sensitivitas  tinggi.  Kinerja  sensor  gas polimer  konduktif  banyak  dipengaruhi oleh  beberapa  variabel  seperti;  sifat polimer  yang  digunakan,  jenis  dopan, proses  polimerisasi,  dan  ketebalan  film (Ansari,  2006),  (Chang et  al. ,  2002)  dan (Luo et al. , 2019).
Pada penelitian ini, penulis
mengembangkan komposit berbasis polimer  konduktif  PPy/GO    sebagai alternatif  material  elektroda  untuk mendeteksi  dan  mendiferensiasi  aroma kopi  robusta  di  wilayah  Jember,  Jawa Timur. Pengaruh komposisi dan ketebalan  dari  komposit  pada  elektroda menjadi fokus dari pengembangan sensor gas  ini,  untuk  mendapatkan  komposisi dan ketebalan komposit yang optimal.
Kinerja  sensor  Ppy/GO  yang  dibuat dengan  metode drop  casting ini  diuji dengan  paramater  waktu  response,
sensitivitas, repeatabilitas dan reprodusibilitas  dalam  merespons  aroma kopi  robusta  dari  tiga  perkebunan  di kabupataen Jember.

## METODE

## Bahan dan Instrumentasi
Bahan meliputi PCB ( Printed Circuit Board ),  grafit,  monomer  pirol  98% (Sigma  Aldrich);  H 2 SO 4 95-97%  p.a, NaNO 3 ,  KMnO 4 ,  H 2 O 2 p.a  (30%),  air deionisasi,  HCl  p.a  (37%),  aseton, FeCl 3 .6H 2 O, etanol 96% p.a, DMSO, dari Merck;  kertas  saring,  gas  udara  kering. Instrument  yang  digunakan  antara  lain: neraca analitik, oven, electronic nanospray ,  mikrometer  sekrup, chamber akrilik, heater ,  termometer,  multimeter UNI-T-UT161E+,  dan  laptop  yang  telah terinstal software pc UT161E.

## Sintesis Polipirol (PPy)
Sintesis  polimer  PPy  yang  diadopsi dari  penelitian  (Ahmed,  Hassan  and Kamil,  2020).  Sebanyak  2.0  mL  pirol dilarutkan ke dalam 150 mL akuades dan diaduk  selama  10  menit.  Padatan FeCl 3 .6H 2 O  sebanyak  3  g  ditambahkan dan  diaduk  kembali  selama  4  jam. Endapan polimer yang terbentuk disaring dan  dicuci  menggunakan  50  mL  etanol 90%  (2x25  mL)  dan  50  mL  akuades (2x25 mL) hingga filtrat yang dihasilkan
tidak  berwarna.  Endapan  dikeringkan didalam oven dengan suhu 70 o C selama 6 jam.

## Sintesis Grafena Oksida (GO)
Sintesis  GO  menggunakan  metode Hummer  yang  diadopsi  dari  (Guerrero- Contreras  and  Caballero-Briones,  2015). Satu  gram  grafit  ditambah  dengan  0,5  g NaNO 3 dan  23  mL  H 2 SO 4 kemudian dimasukkan  ke  dalam  erlenmeyer  500 mL, lalu distirrer pada suhu 0-5 o C selama 5 menit, ditambahkan 3 g serbuk KMnO 4 secara  perlahan  dan  distirrer  kembali. Suhu  campuran  reaksi  dipertahankan pada  5 ° C  selama  2  jam.  Suhu  dinaikkan perlahan hingga 35 o C dan dijaga konstan selama  30  menit.  Air  deionisasi  46  mL ditambahkan  dan  suhu  dinaikkan  hingga 98 o C selama 30 menit. Air deionisasi 140 mL  dan  H 2 O 2 10%  sebanyak  10  ml
ditambahkan kembali untuk menghentikan  reaksi.  Endapan  GO  yang terbentuk disaring
dan dicuci menggunakan  200  mL  HCl  5%  dan  200 mL  air  deionisasi  dengan  suhu  70 o C.
Endapan  GO  murni  dioven  pada  suhu 60 o C selama 12 jam.

## Sintesis Polimer Konduktif PPy/GO
Sintesis  PPy/GO  dilakukan  dengan metode pencampuran ( blending ).
Komposisi  PPy/GO  yang  digunakan divarisi.  Sejumlah  0.47;  0.78;  1,56;  4.80
dan  8.15  g  PPy  dimasukkan  ke  dalam gelas  beaker  250  mL  dan  ditambahkan dengan 0,15 gram GO, untuk mendapatkan  komposisi:  100;  0;  5;  10 dan  15%  GO.  Selanjutnya  100  mL larutan  DMSO  ditambahkan  dan  diaduk selama  5  jam  pada  suhu  ruang,  disaring, dan digunakan untuk analisis selanjutnya. Karakterisasi dengan spektrometer FTIR dan UV-Visible
Karakterisasi  pada  hasil  sintesis bertujuan  untuk  mengonfirmasi  hasil sintesis,  dengan  mengkaji  perubahan pergeseran panjang gelombang
maksimum pada UV-Visible, dan perbedaan/perubahan  gugus  fungsi  pada FTIR. Bilangan gelombang yang digunakan  untuk  FTIR  adalah  500-4000 cm -1 ,  sedangkan  untuk  spektrofotometer UV-Visible pada 200-400 nm.

## Pembuatan Elektroda
Pola desain elektroda dibuat menggunakan  perangkat  lunak  Auto CAD-2019, dengan masing-masing elektroda  berisi  16  digit.  Panjang  dan lebar  masing-masing  digit  adalah  6  mm dan  1  mm,  dan  jarak  antara  setiap  dua digit adalah 0,3 mm.
Pola dicetak menggunakan print laser pada kertas HVS, kemudian dipindahkan ke permukaan tembaga melalui pelapisan kertas layout pada tembaga menggunakan lotion.  Kertas  yang  telah  dilapisi  lotion
ditutup dengan plastik mika dan digosok menggunakan  ring  O  logam  selama  10 menit,  hingga  seluruh  tinta  tertempel pada  permukaan  tembaga  PCB.  PCB yang  telah  dilapisi  kertas  layout dikeringkan,  dan  selanjutnya  direndam air. Setiap area pada permukaan lembaran tembaga PCB yang tidak tertutup karbon dihilangkan  dengan chemical  etching menggunakan perbandingan volume campuran  larutan  air:HCl:H 2 O 2 (4:1:2).
Karbon yang melekat pada pola elektroda digosok perlahan dengan bantuan aseton. PCB  dipotong  membentuk  persegi panjang  dengan  ukuran  sesuai  pola  yang tercetak.  Larutan  PPy/GO  dalam  DMSO diteteskan  diatas  PCB,  dilakukan  untuk semua variasi komposisi PPy/GO.
Variasi ketebalan pada film komposit dilakukan  dengan  variasi  jumlah  tetesan. Film polimer yang terbentuk dikeringkan pada  oven  dengan  suhu  70 o C  selama  30 menit,  dan  disimpan  dalam  desikator. Pengukuran  film  polimer  dilakukan dengan  menghitung  selisih  PCB  kosong dengan PCB yang telah di coating .

## Uji Konduktivitas Sensor PPy/GO
Konduktivitas  yang  didapatkan  dari hasil pengukuran akan dibandingkan tiap komposisi dan ketebalan film.
Pengukuran  konduktivitas  ini  dilakukan menggunakan  multimeter  UNI-T.  PCB
yang  telah  dilapisi  dengan  komposit PPy/GO  dengan  lubang  pada  bagian lingkaran  desain,  dan  dimasukkan  kabel probe  yang  sudah  terhubung  pada multimeter.
Tombol multimeter diarahkan  pada  area  resistansi  (Ω).  Nilai resistansi yang didapatkan dari pengukuran  kemudian  dikonversikan menjadi nilai konduktivitas.

## Desain Alat Ukur
Skema desain sensor dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Desain sensor polikonduktif

## Preparasi Sampel Kopi
Sampel  biji  kopi  yang  berasal  dari  3 perkebunan  wilayah  Jember  (Gumitir, Sidomulyo,  Garahan)  disangrai  pada suhu  50-130 o C  selama  15  menit.  Bubuk kopi yang telah disangrai dihaluskan dan diayak  untuk  mendapatkan  ukuran kekasaran  50-60  mesh.  Bubuk  kopi ukuran 50-60 mesh selanjutnya disimpan didalam wadah kaca yang dilapisi dengan alumunium dan ditutup rapat.

## Pengujian Sampel kopi
Pengukuran dilakukan
dengan menggunakan baseline uap  air,  sampel kopi,  dan  gas  udara  kering  sebagai flushing .  Pengukuran  sampel  kopi diawali  dengan  pengukuran  uap  air. Pengukuran uap air menggunakan sampel air  mineral  suhu  95 o C.  Nilai  stabilitas yang  didapatkan  digunakan  sebagai baseline . Selanjutnya
dilakukan pengukuran  aroma  sampel  kopi,  dengan memasukkan  bubuk  kopi  pada  variasi massa  bubuk  kopi  (0,5;  1;  2;  3;  dan  4) gram  ke  dalam  erlenmeyer  dan  diseduh menggunakan  45  mL  air  mineral  suhu
95 o C.  Larutan  kopi  kemudian  diaduk menggunakan magnetic  stirrer dan diidentifikasi aroma gasnya
menggunakan  sensor  PPy/GO. Tahap ketiga yaitu  proses  flushing  yang dilakukan  dengan  mengalirkan  gas pembawa  ke  sensor  setelah  pengukuran sampel kopi dengan aliran gas 1L/menit.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik PPy dan GO Hasil Sintesis
Konfirmasi  hasil  sintesis  PPy  dan GO dengan spektrofotometer UV-Vis dan FTIR terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Spektrum pirol dan polipirol: (A) UV-Visible dan (B) FTIR dari polipirol dan pirol.
Gambar 2.A mengkonfirmasi terbentuknya polimer PPy, dimana terjadi pergeseran panjang gelombang
maksimum sebelum dan sesudah sintesis/polimerisasi dilakukan. Monomer pirol  menunjukkan  puncak  panjang gelombang  maksimum  205  nm  yang sesuai dengan transisi 𝜋 - 𝜋∗ (Yang et al. , 2010),  sedangkan  polipirol  yang  telah disintesis  menunjukkan  puncak  panjang gelombang  maksimum  300  nm  sesuai transisi 𝜋 - 𝜋∗ dan  pada  580  nm  transisi oleh 𝑛 - 𝜋∗ (Ahmed,  Hassan  and  Kamil,
2020).
Konfirmasi menggunakan FTIR ditunjukkan  pada  Gambar  2.B,  dimana spektrum FTIR
menunjukkan terbentuknya  polypirol,  dengan  adanya peak  pada  1519 cm −1 sebagai  intra-ring
C=C  and  vibrasi  inter-ring  C–C  dari pyrrole  ring.  Puncak  pada  1434  and 1122 cm −1 kemungkinan  =C–H  vibrasi in-plane  vibration  minor  peak  dibawah 1000  and  800 cm −1 kemungkinan  =C–H vibrasi  out-of-plane.  Struktur  ini  terjadi sedikit  pergerseran  dari  yang  diamati oleh  (Nosheen et  al. ,  2020),  karena penggunaan  katalis  dan  dopan  yang berbeda.
Grafena  yang  digunakan  dalam penelitian  adalah  grafena  dalam  bentuk oksida  (grafena  oksida).  Dari  hasil sintesis  GO,  didapatkan  hasil  yang
dikarakterisasi  menggunakan  UV  dan FTIR. Gambar 3.A menunjukkan adanya perbedaan panjang gelombang maksimum,  dari  grafit  dan  sampel  GO hasil sintesis. Bubuk grafit menunjukkan puncak  panjang  gelombang  maksimum sekitar 275 nm, sedangkan GO yang telah disintesis  menunjukkan  puncak  panjang gelombang  maksimum  sekitar  230  nm sesuai dengan transisi π-π* dari ikatan C- C  aromatic  terkonjugasi  [Rose, et.al , 2015].  Absorbansi  yang  lemah  pada  305 nm  disebabkan  oleh  transisi 𝑛 - 𝜋∗ dari C=O (Khalili, 2016).
Gambar 3. Spektrum grafit dan GO (A) UV- Visible dan (B) FTIR
Gambar  3.B  menunjukkan  adanya Puncak lebar pada daerah 3400-3188 cm -
1 ,  yang  disebabkan  adanya  ikatan  O-H,
yang  menunjukkan  keberadaan  gugus hidroksil  dalam  GO.  Puncak  apda  1715 cm -1 menunjukkan adanya gugus karboksil. Pencak yang lancip pada 1621 cm -1 adalah  puncak  resonansi,  yang merujuk  pada  vibrasi  stretching  dan bending dari gugus OH molekul air yang diadsorb  oleh  GO.  Puncak  pada  1041 adalah  vibrasi  dari  gugus  CO.  Hal  ini sesuai  dengan  penelitian  yang  dilakukan oleh (Khalili, 2016).
Gambar  4.  Spektrum  PPy/GO  variasi  Komposisi (A) UV-Visible (B) FTIR
Perbedaan komposisi antara campuran PPy dan GO, akan menghasilkan  spektrum  yang  identik, namun
dengan perbedaan nilai transmitansnya saja, sebagimana digambarkan di Gambar 4, baik dianalisis menggunakan  spektrofotometer  UV-Vis
maupun FTIR.  Semakin tinggi kadar GO didalam  campuran,  menunjukkan  nilai transmitans  yang  semakin  tinggi.  Hasil ini selanjutnya akan dihubungkan dengan penggukuran  konduktivitas  dari  masing- masing campuran dalam analisis.

## Pengaruh  Komposisi  dan  ketebalan terhadap  Konerja  Sensor  Polimer
Konduktif PPy/GO
Komposisi  dan  ketebalan  dari elektroda polimer konduktif mempengaruhi  respons  yang  dihasilkan dari  suatu  elektroda.  Gambar  5.A menunjukkan nilai konduktivitas elektroda  sensor  gas  dengan  variasi komposisi  (GO;  PPy;  PPy/GO  5%;
PPy/GO  10%  dan  PPy/GO  15%).  Nilai konduktivitas  mengalami  peningkatan dengan peningkatan konsentrasi GO. Hal ini  sesuai  dengan  penelitian  yang  telah dilakukan  oleh  (Konwer,  Boruah  and Dolui,  2011).  Sampel  GO  dan  PPy menunjukkan konduktivitas rendah (1,82x10-11 S/cm dan 3,76x10-11 S/cm), sedangkan konduktivitas komposit PPy/GO  meningkat  signifikan  dengan penambahan  GO  5;10  dan  15%,  secara berturut-turut didapatkan
nilai konduktivitas 7,48x10-11 S/cm, 1,24x10- 10 S/cm dan 2,28x10-10 S/cm.
Peningkatan  konduktivitas  komposit ini  disebabkan  adanya  perpanjangan ikatan-H  antara  PPy  dan  GO  yang
memungkinkan  perpanjangan  konjugasi- π  dalam  rantai  PPy,  serta  adanya penumpukan  π-π  antara  lembaran  GO dan  tulang  punggung  polimer.  Nilai konduktivitas  elektroda  sensor  juga berbanding  lurus  dengan  ketebalan polimer  (Gambar  5.B),  dimana  hasil  ini
sesuai  dengan  penelitian  yang  dilakukan (Ma et  al. ,  2013)  yang  menyebutkan peningkatan ketebalan akan meningkatkan nilai muatan dan rasio GO (yang  berperan  sebagai  doping)  didalam lapisan tersebut.
Gambar 5. Pengaruh dari elektroda terhadap konduktivitas (A) variasi komposisi (B) variasi ketebalan
Gambar  6.A  merupakan  grafik sensitivitas  sensor  gas.  Semakin  besar konsentrasi  GO,  sensitivitas  sensor  akan semakin  meningkat.  Hal  ini  disebabkan karena  GO  memiliki  luas  permukaan yang  lebar  berkisar  antara  2-1000  m 2 /g sehingga  gas  yang  dihasilkan  mudah
teradsorbsi  (Esmaeili  and  Entezari, 2014). Menurut (Zhang et al. , 2020), area permukaan  spesifik  yang  besar  biasanya lebih  disukai  dalam  aplikasi  komposit polimer,  penyimpanan  energi,  aerogel, katalis, film, penyerapan, dan pemurnian air.
Gambar 6. Pengaruh dari elektroda terhadap sensitifitas (A) variasi komposisi (B) variasi ketebalan
Nilai  sensitivitas  pada  sensor  variasi ketebalan  ditentukan  dari  nilai slope persamaan  kurva  yang  diperoleh  dengan plotting  resistansi  vs  konsentrasi  kopi (Gambar  6.B).  Nilai slope berbanding lurus dengan sensitivitas. Hasil pengujian 4  sensor  dengan  variasi  ketebalan didapatkan  nilai  sensitivitas  tertinggi hingga  terendah  yaitu,  1,046  >  0,914  > 0,7813  >  0,312  dengan  ketebalan  film polimer  sensor  bertutut-turut  0,21  mm; 0,083  mm;  0,39  mm;  0,60  mm. Meningkatnya  ketebalan  film  polimer akan  berdampak  pada  adsorpsi  gas,
semakin tebal polimer, maka adsorpsi gas akan  semakin  lambat  dan  mengurangi tingkat  sensitivitas  sensor.  Penurunan ketebalan  akan  membuat  film  polimer menghasilkan  lebih  banyak  arus  yang mengalir, sehingga menyebabkan interaksi  gas  analit  dengan  elektron semakin banyak dan sensitvitas meningkat.  Sensor  gas  film  bekerja berdasarkan prinsip perubahan
konduktivitas  listrik  akibat  adanya adsorpsi  gas  di  permukaannya,  sehingga karakteristik sensing pada  sensor  gas bergantung  pada  ketebalan  film  polimer.
Namun,  film  PPy/GO  dengan  ketebalan rendah  (0,083 mm)  juga  menghasilkan nilai sensitivitas yang kurang baik, hal ini sesuai dengan penelian (Luo et al. , 2019), bahwa  nilai  ketebalan  yang  terlalu  tipis akan menyebabkan fungsi sensor menurun  dikarenakan  proses  adsorpsi desorpsi  molekul  analit  pada  sensor berlangsung  dengan  cepat  sehingga respon  yang  dihasilkan  menjadi  tidak stabil.  Kurangnya  komposisi  grafena oksida  (GO)  sebagai  material  yang sensitif juga menyebabkan respon sensor
kurang  maksimal.  Berdasarkan  hasil pengujian  4  sensor  dengan  variasi ketebalan  menunjukkan  hasil  bahwa ketebalan  optimum  sensor  PPy/GO adalah 0,21 mm.
Sensitivitas yang dihubungkan dengan  waktu  respons  ini  dapat  dilihat dari  Gambar  7.  Elektroda  dengan komposisi PPy/GO 15% merespons pada detik ke 43 dari baseline, dan meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi GO (Gambar 7.A).
Gambar 7. Pengaruh dari elektroda terhadap waktu respons (A) variasi komposisi (B) variasi ketebalan
Gambar 7.B menunjukkan hubungan ketebalan dengan waktu response. Waktu respon  yang  dihasilkan  menunjukkan bahwa  sensor  1  dengan  ketebalan terendah  (0,083  mm)  memiliki  waktu respon  yang  cepat  untuk  mendapatkan respon  tertinggi,  namun  kurang  stabil. Lain  halnya  jika  dibandingkan  dengan sensor 2 (0,21 mm) menghasilkan waktu respon  yang  lebih  cepat  dan  stabil dibandingkan  dengan  sensor  1.  Waktu respon  pada  sensor  3  dan  4  dengan ketebalan yang meningkat membutuhkan waktu  yang  cukup  lama  dibandingkan dengan  sensor  1  dan  2.  Hal  ini disebabkan karena semakin tebal
polimer,  maka  adsorpsi  gas  menuju elektroda  semakin  jauh,  sehingga  waktu respon  yang  dihasilkan  juga  semakin lama.  Ketebalan  optimum  yang  ditinjau dari  data  konduktivitas,  sensitvitas,  dan waktu respon adalah 0,21mm. Hubungan antara waktu respon dan sensitivitas yaitu berbanding lurus dimana nilai sensitivitas semakin  besar  maka  waktu  respon terhadap gas semakin cepat.

## Respponse elektroda terhadap Kopi dari Sidomulyo, Garhan dan Gumitir
Pengukuran  aroma  kopi  dilakukan dengan pengulangan 10 kali untuk setiap sample,  selama ± 660  detik,  seperti  pada Gambar 8.
Gambar 8. Contoh pengukuran konduktivitas dari sample kopi
Pengukuran  dilakukan  selama  4 minggu, untuk mengetahui reprodusibilitas pengukuran, sebagaimana pada gambar 9.
Berdasarkan  Gambar  9,  terlihat  jelas
respon  sensor  gas  dari  masing-masing sampel  kopi  Robusta  Garahan,  Gumitir, dan  Sidomulyo  memiliki  respon  yang berbeda.  Perbedaan  ini  disebabkan karena  adanya  kandungan  senyawa
volatil  yang  berbeda,  asal  daerah  tempat tumbuh  serta  proses  pengelolahan kopinya.  Menurut  (Decazy et  al. ,  2003) , menyatakan  bahwa  komponen  senyawa kopi  ditentukan  oleh  ketinggian,  iklim, dan jenis tanah, yang akan
mempengaruhi  cita  rasa  kopi.  Citarasa pada  kopi  dipengaruhi  kandungan
senyawa  volatil  yang  dimiliki  dan dikeluarkan oleh kopi pada saat diseduh. Nilai  %RSD  (reprodusibilitas)  data aroma  kopi  yang  dihasilkan  ada  pada rentang  1,11%-4,75%  untuk  ketiga sampel kopi yang berbeda. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kinerja sensor dapat dianggap baik
Gambar 9. Response elektoda terhadap kopi Garahan Sidomulyo dan Gumitir dari elektroda PPy/GO 15% dengan ketebalan0.21 mm selama 4 minggu.

## KESIMPULAN
Material  polimer  konduktif  polipirol dalam  campurannya  dengan  grafena oksida  (GO)  berpotensi  sebagai  material elektroda  untuk  sensor  aroma  kopi, berdasarkan  karakterisitik  waktu  respon, reprodusibilitas, konduktivitas dan sensitifitasnya.
Hasil percobaan
menunjukkan  komposisi  PPy/GO  yang optimum  adala  15%,  dengan  ketebalan elektroda  0.21  mm.  Hasil  pengujian Elektroda  terhadap  aroma  kopi  dari  tiga kebun  berbeda  mampu  merespon  dan
membedakan    profil  aroma  kopi  dari kebun  Garahan,  Gumitir  dan  Sidomulyo, dengan  reprodusibilitas  cukup  tinggi (%RSD<5%).  Secara  umum,  hasil penelitian  ini  bisa  dijadikan  dasar  untuk pengembangan  sensor  berbasis  polimer lebih lanjut untuk mendiferensiasi aroma kopi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih kepada Lembaga Penelitian dan
Pengabdian  (LP2M)  Universitas  Jember,
dan Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan  Indonesia  yang  telah mendukung  penelitian  ini  melalui  Hibah KeRis  (Kelompok  Riset)  dengan  SPK
.nomor:4151/UN25.3.1/LT/20

## DAFTAR RUJUKAN
Ahmed,  F.  mikdad,  Hassan,  S.  M.  and Kamil,  M.  I.  (2020)  ‘The  DC electrical  Conductivity  of  prepared pure  polypyrrole  and  polypyrrole
/graphene  (PPY/GN)  nanocomposite by  in-situ  polymerization’, Iraqi Journal  of  Physics ,  18(44),  pp.  50–
61. doi: 10.30723/ijp.v18i44.500. Ansari,
R. (2006) ‘Polypyrrole
Conducting  Electroactive  Polymers: Synthesis  and  Stability  Studies’, E-
Journal of Chemistry , 3(4), pp. 186– 201. doi: 10.1155/2006/860413.
Bai,  H.  and  Shi,  G.  (2007)  ‘Gas  sensors based  on  conducting  polymers’,
Sensors ,  7(3),  pp.  267–307.  doi:
10.3390/s7030267.
Bhargava,  P. et  al. (2020)  ‘Substrate comparison for polypyrrole-graphene based  high-performance  flexible supercapacitors’, Electrochimica Acta .  Elsevier  Ltd,  358.  doi:
10.1016/j.electacta.2020.136846.
Chang, J. F. et al. (2002) ‘The effects of thickness  and  operation  temperature on ZnO:Al thin film CO gas sensor’, Sensors and Actuators, B: Chemical , 84(2–3), pp. 258–264. doi:
10.1016/S0925-4005(02)00034-5.
Chiou,  J.  C.,  Wu,  C.  C.  and  Lin,  T.  M.
(2019)  ‘Sensitivity  enhancement  of acetone gas sensor using polyethylene glycol/multi-walled
carbon  nanotubes  composite  sensing film with thermal treatment’,
Polymers , 11(3). doi:
10.3390/polym11030423.
Decazy,  F. et  al. (2003)  ‘Quality  of different  Honduran  coffees  in relation  to  several  environments’, Journal  of  Food  Science ,  68(7),  pp.
2356–2361.  doi:  10.1111/j.1365- 2621.2003.tb05772.x.
Esmaeili,  A.  and  Entezari,  M.  H.  (2014) ‘Facile  and  fast  synthesis  of graphene  oxide  nanosheets  via  bath ultrasonic  irradiation’, Journal  of Colloid  and  Interface  Science . Elsevier  Inc.,  432,  pp.  19–25.  doi:
10.1016/j.jcis.2014.06.055.
Farea,  M.  A. et  al. (2021)  ‘Carbon monoxide sensor based on polypyrrole–graphene oxide composite: a cost-effective
approach’, Applied  Physics  A: Materials  Science  and  Processing .
Springer  Berlin  Heidelberg,  127(9), pp.  1–12.  doi:  10.1007/s00339-021- 04837-7.
Guerrero-Contreras,  J.  and  Caballero-
Briones,  F.  (2015)  ‘Graphene  oxide powders  with  different  oxidation degree,  prepared  by  synthesis variations  of  the  Hummers  method’,
Materials  Chemistry  and  Physics .
Elsevier B.V, 153, pp. 209–220. doi: 10.1016/j.matchemphys.2015.01.005
Imamura,  G. et  al. (2020)  ‘Graphene oxide  as  a  sensing  material  for  gas detection  based  on  nanomechanical sensors  in  the  static  mode’,
Chemosensors ,  8(3),  pp.  1–17.  doi:
10.3390/chemosensors8030082.
Khalili,  D.  (2016)  ‘Graphene  oxide :  a promising  carbocatalyst  for  the regioselective thiocyanation of aromatic  amines  ,  phenols  ,  anisols and  enolizable  ketones  by  hydrogen peroxide / KSCN in water Department  of  Chemistry  ,  College of  Sciences  ,  Shiraz  University  , Shiraz 7’, New Journal of Chemistry , 40(3), pp. 2547–2553.
Konwer, S., Boruah, R. and Dolui, S. K.
(2011)  ‘Studies  on  conducting
polypyrrole/graphene oxide composites as supercapacitor
electrode’, Journal  of  Electronic
Materials ,  40(11),  pp.  2248–2255.
doi: 10.1007/s11664-011-1749-z.
Luo,  R. et  al. (2019)  ‘A  printed  and flexible NO2 sensor based on a solid polymer  electrolyte’, Frontiers  in Chemistry ,  7(APR),  pp.  1–9.  doi: 10.3389/fchem.2019.00286.
Ma,  T. et  al. (2013)  ‘The  composites based  on  plasticized  starch  and graphene  oxide/reduced  graphene oxide’, Carbohydrate  Polymers .
Elsevier  Ltd.,  94(1),  pp.  63–70.  doi: 10.1016/j.carbpol.2013.01.007.
Navale,  S.  T. et  al. (2014)  ‘Highly sensitive, reproducible, selective and stable
CSA-polypyrrole NO2 sensor’, Synthetic  Metals .  Elsevier
B.V.,  189,  pp.  111–118.  doi: 10.1016/j.synthmet.2014.01.005.
Nosheen, S. et al. (2020) ‘Synthesis and
Characterization of Polypyrrole Synthesized  via  Different  Routes’,
9(06), pp. 1630–1633.
Patil,  P. et  al. (2016)  ‘Gas  Sensitivity Study  of  Polypyrrole  Decorated Graphene Oxide Thick Film’, Journal of The Institution of Engineers (India): Series  D .  Springer  India,  97(1),  pp.
47–53.  doi:  10.1007/s40033-015- 0085-5.
Prezioso,  S. et  al. (2013)  ‘Graphene oxide  as  a  practical  solution  to  high sensitivity  gas  sensing’, Journal  of Physical  Chemistry  C ,  117(20),  pp.
10683–10690.
doi:
10.1021/jp3085759. Qi,  J. et  al. (2014)  ‘Fabrication  of textile based
conductometric
polyaniline  gas  sensor’, Sensors  and
Actuators, B: Chemical , 202, pp. 732–
740. doi: 10.1016/j.snb.2014.05.138.
Stejskal,  J. et  al. (2016)  ‘Polypyrrole salts  and  bases:  Superior  conductivity of  nanotubes  and  their  stability towards  the  loss  of  conductivity  by deprotonation’, RSC  Advances ,  6(91),
pp.
88382–88391.
doi:
10.1039/c6ra19461c. Tang,  X. et  al. (2018)  ‘A  Fast  and Room-Temperature Operation Ammonia Sensor Based on Compound of Graphene with Polypyrrole’, IEEE  Sensors  Journal ,
18(22), pp. 9088–9096.
doi:
10.1109/JSEN.2018.2869203.
Wang, C. et al. (2010) ‘Metal oxide gas sensors:  Sensitivity  and  influencing factors’, Sensors ,  10(3),  pp.  2088– 2106. doi: 10.3390/s100302088.
Yang,  Z. et  al. (2010)  ‘Crystallization behavior of poly(ε- caprolactone)/layered double
hydroxide  nanocomposites’, Journal of  Applied  Polymer  Science ,  116(5), pp. 2658–2667. doi: 10.1002/app.
Zhang,  S. et  al. (2020)  ‘Measuring  the specific  surface  area  of  monolayer graphene  oxide  in  water’, Materials Letters . Elsevier B.V., 261, p. 127098. doi: 10.1016/j.matlet.2019.127098.