PENGARUH KOMPOSISI MnFe 2 O 4 TERHADAP SIFAT LISTRIK NANOKOMPOSIT MnFe 2 O 4 / PVDF YANG DISINTESIS DENGAN METODE SPIN

## COATING
Onny Gustira 1) , Yenni Darvina 2) , Ramli 2)
1) Mahasiswa Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang , Padang, Indonesia
2) Dosen Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang, Padang, Indonesia onnygustira10@gmail.com

## ABSTRACT
Manganese ferrite (MnFe 2 O 4 ) has an MnFe 2 O 4 structure in which its manufacture uses manganese mineral powder. MnFe 2 O 4 / PVDF nanocomposites are made in the form of thin films to see the electrical properties that are  affected  by  variations  in  composition.  MnFe 2 O 4 /  PVDF  nanocomposites  were  characterized  using  XRD, FTIR  and  FPP.  The  XRD  characterization  results  show  that  the  Monoclinic  Crystalline  form  for  PVDF  and Cubic  for  MnFe 2 O 4 , the  angular  value  of  2θ  formed  is  the  greater  the  composition  of  MnFe 2 O 4 from  small  to large used, then  MnFe 2 O 4 and PVDF are already  present  in the  MnFe 2 O 4 /  PVDF angles which are  seen  in the composition of MnFe 2 O 4 from small to large used, then MnFe 2 O 4 and PVDF are already present in MnFe2O4 / PVDF  diffraction  peak.  FTIR  characterization  results  can  be  seen  that  MnFe2O4  successfully  binds  to  PVDF, where  Fe-O  is  a  functional  group  MnFe 2 O 4 and  CH 2 is  a  PVDF  functional  group.  The  results  of  the  FPP characterization  show  that  if  the  MnFe 2 O 4 composition  is  getting  bigger  and  the  PVDF  composition  is  getting smaller, the resistivity value is small and the conductivity value is greater.
Keywords : MnFe2O4, Spin Coating, nanocomposite, thin film, PVDF
his is an open access article distributed under the Creative Commons 4.0 Attribution License, which  permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited . ©2018 by author and Universitas Negeri Padang.

## PENDAHULUAN
Sumatera  Barat  merupakan  salah  satu  daerah yang memiliki sumber daya mineral yang  melimpah, salah satunya bijih besi. Bijih Besi di Sumatera Barat diantaranya  terdapat  di  daerah  Kecematan  Sangir, Solok  Selatan,  Sumatera  Barat [1] .  Bijih  besi  adalah logam  yang  dihasilkan  dari  batuan  besi,  kebanyakan besi  terdapat  dalam  bentuk  batuan,  pasir  dan  tanah. Seiring  dengan  perkembangan  teknologi  pengolahan material  pasir  besi  dapat  dibuat  dalam  bentuk  ferit lunak yaitu manganese ferrite [2] .
Salah  satu  aplikasi  yang  dikembangkan  dalam material  mangan  ferrit  yaitu  sebagai  penyerap gelombang  radar.  Material  mangan  ferrit  banyak dibuat dalam bentuk komposit. Komposit merupakan gabungan  dari  satu  kombinasi  material  atau  lebih, yang  penyusunnya  terdiri  dari  dua  bagian  yaitu matriks  (sebagai  pelindung  filler)  dan  (filler  sebagai penguat  dari  matriks).  Salah  satu  jenis  matriks komposit  yang  banyak  diteliti  dan  digunakan  pada saat  ini  adalah  komposit  PVDF.  Polyvinylidene floiride  (PVDF)  adalah  sebuah  polimer  semikristalin yang  mengandung  fase  kristal  dan  amorf,  dengan temperatur  gelas  sangat  rendah  (-40 0 C)  yang menjadikannya cukup fleksibel [3] .
Material  komposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  banyak digunakan  pada  superkapasitor.  Superkapasitor  ialah energy  yang  disimpan  dan  ditransfer  oleh  muatan pada  batas  antara  elektrolit  dan  elektroda [4] .  Karbon aerogel,  karbon  aktif,  logam  oksida,  dan  polimer konduktif  merupakan  bahan  yang  digunakan  pada
bahan  elektroda [5] . Superkapasitor  merupakan  salah satu  perangkat  penyimpan  energi  dengan  kapasitas yang  sangat  tinggi.  Superkpasitor  digunakan  sebagai penyimpan  energi  listrik  pada  alat  transportasi listrik [6] .
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  oleh Burke  mengatakan  yang  menjadi  faktor  utama  yang mempengaruhi  nilai  kapasitansi  selain  ketebalan elektroda  adalah  densitas,  semakin  besar  densitas maka  semakin  besar pula  tahanan  transfer  arus  pada bidang  batas elektrolit  dan  elektroda  sehingga  akan mengurangi nilai kapasitansi [7] . Superkapasitor mempunyai nilai kapasitansi lebih dari 5 F/cm 2[8] dan nilai kapasitansi berkisar antara 0,043-2700 F [9] . Penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Rahmi dkk, 2018 dan Vegunopal, 2014 mengenai nanokomposit  Fe 3 O 4 dan  PVDF.  Berdasarkan penelitian  yang  telah  dilakukan  Rahmi  dkk,  2018 mengenai  pengaruh  komposisi  Fe 3 O 4 dan  PVDF terhadap  konduktivitas  didapatkan  semakin  besar komposisi  matriks  yang  digunakan  maka semakin besar  kondukivitas listrik yang  dihasilkan [10] . Pernyataan  rahmi,  dkk  tersebut  juga  sesuai  dengan penelitian Vegunopal, 2014 yang  mengatakan bahwa semakin besar komposisi matriks (PVDF) maka akan semakin besar pula nilai konduktivitas listriknya [11] . Sifat  listrik  dari  bahan  semikonduktor  secara konvensional  diberikan  dalam  batas-batas  mobilitas dan  konsentrasi  pembawa  muatan  mayoritas  pada medan  listrik rendah. Kontrol sifat listrik  merupakan hal  yang  sangat  penting  dalam  aplikasi  devais
elektronik.  Faktor  penting  yang  terkait  dengan kontrol  sifat  listrik  adalah  keberadaan  cacat,  tingkat doping,  dan  mekanisme  kompensasi  diri [12] .  Nilai resistivitas  (ρ)  dan  konduktivitas  (σ)  bisa  diketahui dari sifat listrik suatu bahan.
Resistivitas  dan  konduktivitas  ialah  baik buruk  suatu  bahan  dalam  menghantarkan  listrik. Dalam  pengukuran  Resistivitas  dilakukan  dengan metode  probe  empat  titik.  Ke  empat  probe  dibuat pada jarak yang sama 3 mm. Arus listrik (I) dialirkan diantara  dua  probe  luar  menggunakan  sumber  daya. Secara  bersamaan  beda  tegangan (V) diantara  dua probe  dalam,  diukur.  Persamaan  1  berikut  untuk menghitung nilai resistivitas
I V =  Ct
(1) Dengan: R = resistansi (Ω) V = tegangan (V) I = Arus (A)
Persamaan  2  berikut  untuk  menghitung  nilai konduktivitas
  1 = (2)
Dengan: =  konduktivitas (Ω.m) -1 =  resistivitas (Ω.m)
Menurut  Murti  untuk  mengetahui  analisis  sifat listrik  yaitu  nilai  resistivitas  dari  suatu  bahan  dapat diukur  dengan  menggunakan  metoda  empat  probe. Pengukurannya  dengan  menggunakan  empat  probe dengan  jarak  probenya  0.2  cm,  probe  1  dan  probe  4 dihubungkan  ke  multimeter  digital  probe  2  dan  3 dihubungkan  ke  multimeter  digital.  Data  yang diperoleh  dari  pengukuran  dengan  metoda  empat probe  yaitu  nilai  tegangan  serta  arus  keluaran,  dari pengukuran  menggunakan  metoda  empat  probe. Disebut  empat  probe  karena  ada  empat  titik  kontak sampel.  Keempat  titik  kontak  (probe)  ini  memiliki jarak  yang  sama  antara  probe.  Berikut  model pengukuran dengan alat ukur FPP [13] .
Gambar 1. Alat Ukur FPP (sumber: Murti, 2017) Four  Point    Probe (FPP)  merupakan  metode yang  paling banyak digunakan dalam mengukur nilai resistivitas  semikunduktor.  Selain  itu  alat  FPP  ini dapat  mengukur  nilai  resistansi  dan tipe  dari   bahan. Pada  tahun  1916  Wenner  mengembangkan  teknik FPP yang  digunakan  untuk  mengukur  nilai
resistivitas bumi.  Kemudian pada tahun  1954  Vades, mengadopsi  teknik  tersebut  dan  diaplikasikan  untuk menganalisis gas dan mengkarakterisasi elektrolit [14].
Metode  yang  digunakan  untuk  membuat nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF yaitu dengan metode spin coating. Metode spin coating merupakan metode yang  paling  mudah  dan  cepat  dalam  penumbuhan lapisan  tipis [15] . Spin  Coating merupakan  teknik khusus  dengan  menggunakan  deposit  cairan  dalam jumlah kecil yang  kemudian diputar  pada kecepatan tinggi sekitar 3000 RPM dalam suatu bidang datar [16] . Alat karakterisasi yang digunakan pada penelitian  ini  yaitu  alat  XRD  ( X-ray  diffraction) digunakan untuk mengetahui bentuk Kristal, mengetahui  nilai  sudut  2θ  yang  terbentuk,  dan memastikan  MnFe 2 O 4 dan  PVDF  ada  di  dalam nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF. Kemudian alat FTIR (Fourier  Transformed  Infrared) untuk  mengetahui gugus fungsi MnFe 2 O 4 / PVDF yang saling berkaitan, dan FPP (Four Point  Probe) untuk mengetahui sifat listrik  suatu  bahan  yaitu  nilai  konduktivitas  dan resistivitas.  Dimana  XRD  dan  FTIR  adalah  sebagai data  pendukung  dalam  penelitian  ini.  Berdasarkan latar  belakang  diatas  maka  pertanyaan  penelitian ialah  Bagaimana  pengaruh  komposisi  MnFe 2 O 4 terhadap  sifat  listrik  nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF yang disintesis dengan metode spin coating.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini adalah jenis penelitian eksperimen untuk mengetahui sebab akibat dari hasil eksperimen. Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember 2018 - November  2019  di  Laboratorium  Jurusan  Fisika FMIPA  UNP,  Laboratorium  Jurusan  Kimia  FMIPA UNP,  Laboratorium  LLDIKTI  Wilayah  X,  untuk Karakterisasi    menggunakan  XRD  dilakukan  di Laboratorium Jurusan Fisika FMIPA UNP, Karakterisasi  menggunakan  FTIR  dilakukan  di Laboratorium  Jurusan  Kimia  FMIPA  UNP,  dan Karakterisasi menggunakan FPP dilakukan di Batan.
Dalam  penelitian  ini  ada  3    jenis  variable  yaitu Variabel  Bebas,  Variabel  Kontrol  dan  Variabel Terikat.  Variabel  Bebas  penelitian  ini  adalah  lima variasi  komposisi  Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF dengan  perbandingan  MnFe 2 O 4 :  PVDF  yaitu  25%  : 75%;  33,33%  :  66,67%;  50%  :  50%;  66,67%  : 33,33%;  75%  :  25% [17] .  Variabel  Kontrol  dalam penelitian  ini  adalah  Kecepatan  alat Spin  Coating yang  digunakan  yaitu  1000  rpm  ( rotation  per minutes )  dengan  waktu  60  detik,  kemudian Kecepatan  alat  Magnetic  Stirrer  yaitu  250  rpm. Lamanya  penggilingan/  milling  dengan  HEM  untuk bijih  besi  selama  20  jam,  dengan  proses  siklus milling  pada  HEM  yaitu  30  detik.  Selanjutnya Variabel  Terikat  pada  penelitian  ini  adalah  Sifat listrik  sebagai  variabel  terikat  berupa  konduktivitas dan  resistivitas,  sebagai  pengaruh  dengan  komposisi MnFe 2 O 4 / PVDF.
Selanjutnya, Instrumen penelitian pada
penelitian  ini  adalah  Alat  Penelitian,  Bahan Penelitian Alat Karakterisasi Penelitian. Alat Penelitian yang digunakan adalah Magnet Permanen, Timbangan  Digital,  Spatula,  Gelas  Beker,  Cawan, Penyaring  100  Mesh,  Termometer,  Pipet  Tetes, Substrat  Kaca,  Lumpang  dan  Alu,  Magnetic  Stirrer, Spin  Coating.  Bahan  Penelitian  yang  digunakan adalah  Bijih  Besi,  Aquabidest,  Tepung,  Etylen Glycol,  Asam  Oksalat,  Asam  Nitrat  (Nitric  Acid), Asam  Sitrat,  THF (Tetrahydrofuran),  Polyvinylidene Fluoride  (PVDF).  Selanjutnya  Alat  Karakterisasi yang digunakan dalam peneliian adalah XRD ( X-ray diffraction), FTIR (Fourier Transform Infra Red) dan FPP  (Four  Point  Probe).  XRD  dan  FTIR  adalah sebagai  data  pendukung  dalam  penelitian  ini.  XRD untuk  mengetahui  benuk  kristal,  mengetahui  nilai sudut  2θ  yang  terbentuk,  dan  memastikan  MnFe 2 O 4 dan  PVDF  ada  di  dalam  nanokomposit  MnFe 2 O 4 / PVDF,  FTIR  untuk  mengetahui  gugus  fungsi  yang terbentuk. Selanjutnya Alat Karakterisasi menggunakan FPP untuk mengetahui sifat listrik dari bahan  sehingga  diketahui  nilai  resistivitas  dan konduktivitas.  Selanjutnya  tahapan-tahapan  yang dilakukan dalam penelitian ini.
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan sebagai berikut:
1. Tahap Persiapan Sampel
Bijih besi yang baru di ambil dari alam di Sangir, Kabupaten  Solok  Selatan  dihaluskan  terlebih  dahulu dengan  menumbuk  dan  menggiling  bijih  besi menjadi pasir besi. Bijih besi yang  telah dihaluskan, kemudian  dilakukan  pemurnian  dengan  cara  ditarik menggunakan  magnet  sebanyak  30  kali,  lalu menyaring  bijih  besi  dengan  penyaring  100  Mesh (0.149 nm) kemudian dicuci dengan Aquabidest,  dan dikeringkan.  Kemudian  ditarik  dengan  magnet permanen  sebanyak  20  kali,  lalu  dihaluskan  dengan HEM  –  E3D,  maka  di  dapatkan  pasir  besi  dalam ukuran nano.
2. Tahap Pembuatan Prekursor
Dalam pembuatan prekursor bijih besi Fe 3 O 4 pasir besi  dipreparasi  menggunakan  metode spin  coating dengan  prekursor  Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 O  dilakukan  pada suhu 110 °C  dengan  mereaksikan  3,48 gr Fe dan  0,9 gr  asam  oksalat  (C 2 H 2 O 4 )  dengan  asam    nitrat (HNO 3 )  sebanyak 8,4 ml kemudian di Stirrer selama 20  menit dengan  memasukkan semua  bahan tersebut ke  dalam  Gelas  Beker  dengan  kecepatan  250  rpm menggunakan  Magnetic  Stirrer.  Mencampurkan Prekursor  yang  dihasilkan  dengan    28,5  ml ethylene glycol ,  kemudian  dimasukan  ke  dalam  gelas  beaker. Selanjutnya  larutan  dipanaskan  pada  suhu  80  °C dengan  kecepatan  konstan  250  rpm  selama  2  jam menggunakan Magnetic Stirrer. Setelah selesai, maka hasilnya  akan  seperti  gel,  yang  kemudian  digunakan untuk proses pembuatan Prekursor MnFe 2 O 4 .
Selanjutnya, mencampurkan dengan memasukkan pasir  mangan  sebanyak  9,1667  gr  ditambahkan larutan  prekursor  bijih  besi  sebanyak  42  ml, kemudian  dimasukkan  kedalam  Gelas  Beker  di stirrer dengan Magnetic Stirrer selama 1 jam dengan Kecepatan 375 rpm pada suhu 70 °C di lemari asam. Lalu,  memasukkan  larutan  sebanyak  46,2  ml ditambahkan  asam  sitrat  sebanyak  57,6  gr  ke  dalam Gelas  Beker.  Kemudian, Stirrer dengan Magnetic Stirrer selama  1  jam  dengan  Kecepatan  375  rpm pada  suhu 70 °C di  lemari asam. Setelah  itu,  larutan MnFe 2 O 4 yang dihasilkan, di cuci dengan menambahkan  larutan  aquabidest selama 1  jam pada ultrasonic,  setelah  di  cuci  dan  di  keringkan, masukkan ke dalam oven dengan suhu 120 °C selama 24 jam.
3. Tahap  Pembuatan  Nanokomposit  MnFe 2 O 4 / PVDF Dalam  pembuatan  nanokomposit  MnFe 2 O 4 / PVDF larutan pertama dengan mencampurkan PVDF yang ditimbang dengan Timbangan Digital  sebanyak 3 gr dengan THF sebanyak 20 ml, dan di tambahkan 1 Magnetic  Bar .  Kemudian,  memasukkan  semua bahan  ke  dalam  Gelas  Beker,  lalu  di Stirrer dengan alat Magnetic  Stirrer pada  suhu  60  °C  dengan Kecepatan  250  rpm  di  lemari  asam.  Setelah  itu, membuat  larutan  kedua  dengan  memasukkan  larutan MnFe 2 O 4 yang ditimbang dengan  Timbangan Digital sebesar  3  gr,  THF  sebanyak  70  ml  dan  1 Magnetic Bar .  Kemudian  di Stirrer dengan  alat Magnetic Stirrer pada  suhu  60  °C  dengan  Kecepatan  250  rpm di  lemari  asam.  Kedua  larutan  dengan  waktu  yang sama selama 2 jam.
4. Tahap Penumbuhan Lapisan Tipis Nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF
Dalam  penumbuhan  lapisan  tipis  nanokomposit MnFe 2 O 4 /  PVDF  larutan  yang  sudah  berbentuk  gel diteteskan  diatas  Kaca  Preparat  berukuran  0,5cm  x 0,5cm  dan  1cm  x  1cm,  menggunakan  Pipet  Tetes yang  diletakkan  didalam  alat Spin  Coating . Kemudian  menghidupkan  alat Spin  Coating selama 60  detik  dengan  kecepatan  3000  rpm.  Laju Spin Coating ini  sesuai  dengan  penelitian  sebelumnya oleh [18] .  Lama  waktu Spin  Coating ini  sesuai  dengan penelitian sebelumnya oleh [19] .
5. Tahap  Pengeringan  Lapisan  Tipis  Nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF Lapisan  tipis  nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF hasil Spin  Coating dimasukkan  kedalam Oven . Dipanaskan  selama  30  menit  pada  suhu  60  °C  dan menghasilkan sampel yang kering, namun kandungan zat  pada  sampel  tersebut  masih  bagus  yaitu  sekitar 0,21  gr [20] .  Tujuan  dilakukan  pengeringan  lapisan tipis  Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  ini  adalah untuk mempererat ikatan  lapisan tipis Nanokomposit MnFe 2 O 4 /  PVDF  dengan  substratnya  yaitu  Kaca Preparat tanpa menghilangkan kandungan nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF di dalamnya.
6. Tahap Karakterisasi
Sampel  lapisan  tipis  MnFe 2 O 4 /  PVDF  di Karakterisasi  menggunakan  XRD (X-ray  diffraction) untuk  mengetahui  ukuran  partikel  MnFe 2 O 4, struktur kristal  dan  memastikan  Mn,  Fe  dan  PVDF  ada  di dalam  lapisan  tipis  nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF. Semua  bahan  yang  mengandung  kristal  tertentu ketika dianalisa menggunakan XRD akan memunculkan puncak–puncak yang spesifik, kemudian menggunakan FTIR ( Fourier Transformed Infrared ) untuk mendeteksi gugus fungsi, mengidentifikasi senyawa dan menganalisis campuran dari sampel  yang dianalisis tanpa  merusak sampel,  dan  Karakterisasi  menggunakan  FPP (Four Point  Probe) digunakan  untuk  menguji  sifat  listrik dari  suatu  bahan,  dari  hasil  pengujian  menggunakan metoda Four  Point  Probe ini  didapatkan  nilai tegangan  dan  arus  dari  suatu  bahan  tersebut.  Data tersebut  kemudian  diolah  sehingga  didapatkan  nilai resistvitasi  dan  konduktivitas  dari  suatu  bahan tersebut.
7. Tahap Pengumpulan Data
Tahap  pengumpulan  data  dilakukan  dengan teknik pengumpulan data langsung dan pengumpulan data  tidak  langsung.  Data  yang  diperoleh  secara langsung adalah nilai intensitas dari 2Ө menggunakan  alat  uji  karakterisasi  XRD,  untuk mendeteksi  gugus  fungsi,  mengidentifikasi  senyawa dan  menganalisis  campuran  dari  sampel  yang dianalisis  tanpa  merusak  sampel  menggunakan  alat uji  karakterisasi  FTIR,  sedangkan  untuk  mengetahui sifat listriknya  maka digunakan alat ukur Four Point Probe yang berfungsi untuk menguji sifat listrik dari suatu  bahan,  dari  hasil  pengujian  menggunakan metoda Four  Point  Probe ini  didapatkan  nilai resistivitas  dan  konduktivitas  dari  suatu  bahan tersebut.
8. Tahap Analisis Data
Berdasarkan  Data  Karakterisasi  menggunakan XRD  dengan  menganalisa  strktur  kristal  dan  ukuran Kristal dari lapisan tipis MnFe 2 O 4 / PVDF. Langkah- langkah  yang  ditempuh  dalam  analisis  data  adalah sebagai berikut : a. Berdasarkan harga sudut 2θ dan I yang diperoleh dalam  karakterisasi  menggunakan  XRD  dianalisis struktur  kristal  dari  lapisan  tipis  MnFe 2 O 4 /  PVDF. Informasi sistem kristal dan parameter  kisi didapatkan dari hasil analisis pola difraksi menggunakan Software HighScore Plus. b. Berdasarkan  nilai  FWHM  untuk  setiap  puncak pada  grafik  yang  diperoleh  dalam  karakterisasi menggunakan  XRD,  dapat  dihitung  ukuran  butir kristal lapisan tipis magnetit menggunakan persamaaan Scherrer .
𝐷 = 𝐾 𝜆 𝐵 cos 𝜃 (3) (10)
D adalah ukuran butir kristal (Å),
K adalah konstanta dengan nilai 0,9,
λ  adalah  panjang  gelombang  sinar-X  bernilai 1,541874 Å
B  adalah  lebar  setengah  puncak  maksimum  FWHM (rad), dan
θ adalah sudut bragg ( 0 ).
c. Karakterisasi FTIR dilakukan untuk mengidentifikasi  jenis  ikatan-ikatan  kimia  molekul dengan cara memproduksikan spektrum serapan infra merah  yang  mirip  dengan  “sidik  jari”  molekul. Spektrum yang dihasilkan merepresentasikan absorbansi dan transmitansi molekular yang menghasilkan  suatu  sidik  jari  molekular  dari  suatu sampel.
d. Karakterisasi  menggunakan  alat  FPP  untuk mengetahui analisis sifat listrik yaitu nilai resistivitas dan  konduktivitas  dari  suatu  bahan  dapat  diukur dengan menggunakan metoda empat probe . Pengukurannya  dengan  menggunakan  empat probe dengan  jarak  probenya  0.2  cm, probe 1  dan probe 4 dihubungkan  ke  multimeter  digital probe 2  dan  3 dihubungkan  ke  multimeter  digital.  Disebut  empat probe karena  ada  empat  titik  kontak  sampel. Keempat titik kontak ( probe ) ini memiliki jarak yang sama antara probe . Dari penjelasan metode penelitian diatas, berikut ditunjukkan diagram alir penelitian ini pada Gambar 2 berikut
Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## A. Data  Pendukung Penelitian
Hasil  karakterisasi  menggunakan  XRD  dan FTIR  adalah  sebagai  data  pendukung  dalam penelitian  ini.  Pada  hasil  karakterisasi  XRD nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF menunjukkan bahwa
adanya  terdapat  puncak  MnFe 2 O 4 dan  PVDF  yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini 1. XRD Hasil Karakterisasi menggunakan XRD
Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  pada  variasi komposisi 75% : 25% terlihat pada Gambar 3 berikut
Gambar 3. Pola Difraksi Nanokomposit dengan  Variasi Komposi MnFe 2 O 4 /PVDF 75% : 25%
Pada  Gambar  38  memperlihatkan  3  puncak MnFe 2 O 4 dan 3 puncak PVDF. Data pengukuran pola difraksi  nanokomposit  MnFe 2 O 4 dalam  PVDF dengan variasi komposisi 75% : 25% didapat dengan bantuan software  HighScore  plus dapat  dilihat  pada Tabel 1.
Tabel  1.  Data  Tiap  Puncak  Intensitas  Signifikan
Pola Difraksi Pada Variasi Komposisi 75% : 25%
Dari  Tabel  1  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil karakterisasi  XRD  untuk  Nanokomposit  MnFe 2 O/ PVDF  dengan  variasi  komposisi  75%  :  25%  adalah memiliki  3  puncak  MnFe 2 O 4 dan  3  puncak  PVDF. Seluruh  puncak  PVDF  memiliki  bentuk  Kristal monoclinic dan  seluruh  puncak  MnFe 2 O 4 memiliki bentuk kristal cubic . 2. FTIR Hasil  Karakterisasi  menggunakan  FTIR  dari Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  pada  variasi komposisi 75%  : 25% terlihat pada Gambar 4
Gambar  4.  Hasil  Karakterisasi  FTIR  Nanokomposit MnFe 2 O 4 /  PVDF pada variasi  komposisi 25%  : 75%
Berdasarkan  Gambar  4  dapat  dilihat  nilai bilangan  gelombang,  nilai transmitansi dan  gugus fungsi.  Berikut  ini  data  hasil  karakterisasi  FTIR Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  pada  variasi komposisi 25% : 75%
Tabel  2.  Data  hasil  Karakterisasi  FTIR  untuk Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  dengan variasi komposisi 75% : 25%
Berdasarkan Tabel  2,  dapat disimpulkan bahwa hasil  karakterisasi  FTIR  ( Fourier  Transformed Infrared ) menunjukkan bilangan gelombang, transmitansi , absorbansi dan gugus fungsi. Transmitansi adalah  fraksi  antara  Intensitas  keluar terhadap  Intensitas  masuk  ( 𝐼𝑡 𝐼𝑜 ).  Nilai Absorbansi berasal  dari  100  –  T,  dimana  T  adalah  nilai Transmitansi dan  gugus  fungsi  O-H stretching (nilai gugus  fungsi  MnFe 2 O 4 ),  CH 2 stretching (nilai  gugus fungsi  PVDF),  C-H bending (nilai  gugus  fungsi MnFe 2 O 4 ),  CH 2 stretching (nilai  gugus  fungsi PVDF).

## B. Data Hasil Penelitian
Data  pengujian  Karakterisasi  Sifat  Listrik Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  menggunakan  FPP ( Four  Point  Probe )  untuk  mengetahui  Sifat  Listrik dari  bahan  sehingga  diketahui  harga  Resistivitas  dan Konduktivitas.  Berikut  ini  dapat  dilihat  data  hasil pengukuran  harga  Resistivitas  dengan  MnFe 2 O 4 makin kecil dibandingkan PVDF
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 20 40 60 80 100 Tr an smita nsi ( %) Bilangan Gelombang (Cm -1 ) 922.68 Cm-1, 2.01 %T 771.13 Cm-1, 29.45 %T 3455.03 Cm-1, 87.76 %T 1639.80 Cm-1, 94.77 %T C-H Bending CH Bending O-H Stretching CH 2 Stretching
Tabel 3.  Data  Hasil  Pengukuran  Harga  Resistivitas dengan MnFe 2 O 4 makin kecil dibandingkan PVDF
Pada  Tabel  3  dapat  dilihat  hasil  pengukuran sifat  listrik  nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  untuk harga  resistivitas  dengan  MnFe 2 O 4 makin  kecil dibandingkan  PVDF  menggunakan  alat  FPP.  Dari pengukuran  tersebut  didapatkan  jika  komposisi MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan  PVDF  maka harga  resistivitasnya  semakin  besar.  Gambar  5 merupakan  harga  resistivitas  MnFe 2 O 4 /  PVDF dengan MnFe 2 O 4 makin kecil dibandingkan PVDF
Gambar 5 . Harga Resistivitas MnFe 2 O 4 / PVDF Berdasarkan  Gambar  5  dapat  diketahui  harga resistivitas MnFe 2 O 4 / PVDF jika komposisi MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan  PVDF  maka  nilai resistivitas yang didapatkan semakin besar. Selanjutnya  untuk  nilai  Konduktivitas  ditunjukkan pada tabel dibawah ini Tabel 4. Data Hasil Pengukuran harga Konduktivitas dengan MnFe 2 O 4 makin kecil dibandingkan PVDF
Pada  Tabel  4  dapat  dilihat  hasil  pengukuran sifat  listrik  Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  untuk harga  konduktivitas  dengan  MnFe 2 O 4 makin  kecil dibandingkan  PVDF  menggunakan  alat  FPP.  Dari pengukuran  tersebut  didapatkan  jika  komposisi MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan  PVDF  maka
nilai  Konduktivitas  yang  didapatkan  semakin  kecil. Berikut  Gambar  6  merupakan  harga  konduktivitas pada  komposisi  MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan PVDF.
Gambar 6. Harga Konduktivitas MnFe 2 O 4 / PVDF Berdasarkan  Gambar  6  dapat  diketahui  harga konduktivitas  MnFe 2 O 4 /  PVDF  jika  komposisi MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan  PVDF  maka nilai  Konduktivitas  yang  didapatkan  semakin  kecil.
Jadi dapat disimpulkan hasil Karakterisasi menggunakan  FPP  menunjukan  jika  komposisi MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan  PVDF  maka harga resistivitasnya semakin besar dan konduktivitanya semakin kecil.
B . Pembahasan Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  dikarakterisasi menggunakan X-ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui  benuk  kristal,  mengetahui  nilai  sudut  2θ yang terbentuk, dan memastikan MnFe 2 O 4 dan PVDF ada  di  dalam  nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF, Fourier Transformed Infrare (FTIR) untuk mengetahui  gugus  fungsi  yang  terbentuk  dan Four Point Probe (FPP) untuk mengetahui sifat listrik dari bahan  sehingga  diketahui  nilai  resistivitas  dan konduktivitas.  Karakterisasi  menggunakan  XRD  dan FTIR  disini  ialah  sebagai  data  pendukung  pada penelitian ini.
Hasil karakterisasi menggunakan XRD menunjukkan  bahwa  MnFe 2 O 4 dan  PVDF  sudah terdapat  pada  Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  yang terlihat pada puncak-puncak difraksi, pada gambar 3 diatas  MnFe 2 O 4 ditandai  dengan  warna  biru  dan PVDF  ditandai  dengan  warna  merah.  Pada  masing- masing  zat  terdapat  beberapa  puncak  yang  memiliki sudut 2θ, nilai Intensitas, Nilai FWHM, Indeks Miller dan  Bentuk  Kristal  yang  berbeda-beda.  Bentuk Kristal  dari  PVDF  adalah Monoclinic dan  bentuk Kristal dari MnFe 2 O 4 adalah cubic . Selain perbedaan puncak  yang  dihasilkan  juga  adanya  perbedaan antara  intensitas  dan  lebar  puncak  dari  sudut-sudut difraksi  yang  dihasilkan.  Perbedaan  intensitas  dan lebar  puncak  dari  sudut  difraksi  diakibatkan  karena adanya  perubahan  ukuran  kristal  yang  dihasilkan pada  masing-masing  variasi  komposisi  MnFe 2 O 4 / PVDF.
Hasil  karakterisasi  menggunakan  FTIR  diketahui bahwa  MnFe 2 O 4 berhasil  berikatan  dengan  PVDF yang  ditunjukan  pada  pita  serapan  dengan  berbagai jenis  ikatan,  dimana  Fe-O  merupakan  Gugus  Fungsi MnFe 2 O 4 dan  CH 2 merupakan  gugus  fungsi PVDF [21] .  Kemudian  terdapat  Bilangan  Gelombang, Transmitansi (fraksi antara Intensitas keluar terhadap
Intensitas  masuk  ( 𝐼𝑡 𝐼𝑜 )), Absorbansi (penyerapan sebesar 100-T, T atau Transmitansi ).
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan hasil Karakterisasi menggunakan FPP pada Pengujian  Sifat  Listrik  Nanokomposit  MnFe 2 O 4 / PVDF didapatkan nilai resistivitas dan konduktivitas dengan  komposisi  75%  :  25%;  50%  :  50%  dan 33,33% : 66,67%. Dapat disimpulkan jika komposisi MnFe 2 O 4 makin  kecil  dibandingkan  komposisi PVDF  maka harga resistivitasnya semakin  besar dan harga  konduktivitasnya  semakin  kecil.  Dimana, dalam  teori  yang  dikemukakan  oleh Suyoso,  2003 bahwa  nilai  resistivitas  berbanding  terbalik  dengan nilai konduktivitas [22] .
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan Rahmi  dkk,  2018    mengenai  pengaruh  komposisi Fe 3 O 4 dan  PVDF  terhadap  konduktivitas  didapatkan semakin  besar  komposisi  matriks  yang  digunakan maka  semakin  besar  kondukivitas  listrik  yang dihasilkan.  Pernyataan  Rahmi,  dkk  tersebut  juga sesuai  dengan  penelitian  Vegunopal,  2014  yang mengatakan bahwa semakin besar komposisi matriks (PVDF)  maka  akan  semakin  besar  pula  nilai konduktivitas  listriknya.  Semakin  besarnya  nilai konduktivitas  karena  besarnya  komposisi  matriknya membuktikan  bahwa  percobaan  telah  sesuai  dengan teori.  Selanjutnya,  untuk  nilai  Resistivitas,  pada jurnal  penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Rahmi, 2018  Semakin  besar  nilai  matriksnya  maka  nilai resistivitasnya akan semakin menurun.

## KESIMPULAN
Pada  penelitian  yang  telah  dilakukan  maka didapatkan hasil sifat listrik nanokomposit MnFe 2 O 4 / PVDF  yang  telah  dipreparasi  dengan  metode spin coating .  Dari  karakterisasi  menggunakan  XRD sebagai  data  pendukung  pada  penelitian  ini menunjukan  bahwa  bentuk  Kristal Monoclinic untuk zat  PVDF  dan cubic untuk  zat  MnFe 2 O 4 ,  dari  3 komposisi MnFe 2 O 4 / PVDF yang digunakan didapatkan  nilai  sudut  2θ  yang  terbentuk  ialah semkain besar dan dari hasil XRD didapatkan bahwa MnFe 2 O 4 dan PVDF sudah terdapat pada Nanokomposit  MnFe 2 O 4 /  PVDF  yang  terlihat  pada puncak-puncak difraksi. Hasil karakterisasi menggunakan FTIR dapat diketahui bahwa MnFe 2 O 4 berhasil  berikatan  dengan  PVDF  yang  ditunjukan pada  pita  serapan  dengan  berbagai  jenis  ikatan dimana Fe-O merupakan Gugus Fungsi MnFe 2 O 4 dan CH 2 merupakan  gugus  fungsi  PVDF.  Hasil karakterisasi  menggunakan  FPP  menunjukan  jika komposisi  MnFe 2 O 4 semakin  besar  dan  komposisi
PVDF  semakin  kecil  maka  nilai  resistivitas  semakin kecil dan nilai konduktivitas semakin besar

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Sugianti,  Rigis.,  Ramli  dan  Ratnawulan.  2019.
Analisis  Sifat  Magnetik  Nanokomposit CoFe2O4/PANi  Yang  Disintesis  Dengan Metoda Sol-Gel. Pillar of Physics, Vol. 12 No. 1, April 2019, 30 - 37
[2]   Uma,  S.S.,  Sharma,  R.N.,  dan  Rashmi,  S.  2014.
Physical and Magnetic Properties
of  Manganese  Ferrite  Nanoparticles.
International Journal of Engineering Research  and  Applications .  ISSN  :  2248- 9622 ,  Vol.  4,  Issue  8(  Version  2),  August 2014, pp.14-17
[3]  Zen, N. A, Widanarto, W, Cahyanto, W. T. 2014. Karakterisasi  Struktur  dan  Sifat  Magnetik Manganese Ferrite sebagai Bahan Magnet Permanen Isotropik. Program Studi Fisika, Universitas Jenderal Soedirman.
[4]  Jayalakshmi,  M.  2008. Simple  Capasitor  To Supercacitors .  Int.  J.  Electrochem  Sci.
Vol3. Hal1196- 1217
[5] Karthikeyan, K. 2009. Synthesis And Characterization Of Znco2o4 Nanomaterial For Symmetric Supercapacitor  Applications . Ionics.
[6] Karokaro, A., Suharpiyu, M. Febri., Mujamillah., E.  Yulianti.,  S.  Purwanto.,  Ridwan., Sudirman.  2002.  Aplikasi  Resin  Poliester Dan  Epoksi  Dalam  Pengembangan  Rigid Bonded  Agnet. Jurnal  Sains  Materi Indonesia Vol  .3  No.2.  Tangerang:
Puslitbang Iptek  Bahan (P3IB) BATAN
[7]  Burke,  A.  2000.  Ulltracapacitors:  why,  how, and where  is the technology. Journal of Power Sources 91 (1): 37-50
[8] Sahay, Kuldeep. 2009. Supercapacitor Energy Storage System For Power Quality
Improvement. J. Electrical systems Vol. X Hal 1-8 [9] Ganesh, V. 2006. New Symmetric and Asymetric Supercapacitors  Besade  On  High  Surface Area Porous Nickel  danActivated Carbon . PowerSources. Vol.158 Hal 1-43.
[10]  Rahmi.,  Ramli,  dan  Darvina,  Yenni.  2018. Analisis Sifat Listrik Nanokomposit Fe3O4/PVDF  yang  Disintesis  Dengan Metode Sol-Gel Untuk Aplikasi Elektroda Baterai Litium Ion. Pillar Of Physics, Vol. 11 No. 2, Oktober 2018, 73-80.
[11]  Vegunopal.  AP.,  Cespedes  O.,  Russell. Controling Dielectric and Magnetic Properties of PVDF Magnetite
Nanocompsit  Fiber  Web.  Internasional Journal  of  Polymer  Sains  Volume  2014, artikel id 102946. 2014
[12]  Naat,  Jhonson  Nune,  dkk.  2014.  Pengaruh Kecepatan Putar Deposisi Terhadap
Struktur  Kristal  Ketebalan  Dan  Morfologi Lapisan  Tipis  Timbal  Zirkonat  Titanat (Pzt) Dengan Metode SpinCoater. Chimica et  Natura  Acta  Vol.2  No.2,  Agustus 2014:115-119
[13]  Murti,  Fitria.,  Ramli.,  dan  Darvina,  Yeni.  2017. Analisis  Sifat  Listrik  Lapisan  tipis  Fe 3 O 4 yang  dipreparasi  dari  Pasir  Besi  Pantai
Tiram Kabupaten Padang Pariaman
Sumatera  Barat  dengan  Metoda  Sol-Gel
Spin  Coating.  Pillar  Of  Physics,  Vol.10. Oktober 2017, 31-38.
[14]  Mafahir,  Lim  Abdul.  2005.  Pengaruh  Suhu Substrat  Terhadap  SifatListrik  Bahan Semikonduktor  Lapisan  Tipis  Pbs,  Pbse, Pbte  Hasil  Preparasi  Dengan  Teknik Vakum  Evaporasi.  Skripsi.  Yogyakarta:
Universitas Negeri Yogyakarta.
[15]  Rianto,  D.,  Yulfriska,  N.,  Murti,  F.,  Hidayati, H.,  Ramli,  R.  2018. Analysis  of  Crystal Structure  of  Fe3o4  Thin  Films  Based  On Iron  Sand  Growth  by  Spin  Coating Method .  ICOMSET.  IOP  Conf.  Series  : Materials  Science  and  Engineering  335 012012. doi:10.
1088/1757-
899x/335/1/012012.
[16] Hidayat, S. A., Rokhmat, M, Qurthobi, A. 2014 Pengaruh  Suhu  dan  Kecepatan  Putar Spin Coating Terhadap  Kinerja  Sel  Surya
Organik  Berbahan  Dasar  TiO 2 .  Bandung  : Universitas Telkom.
[17]  Ramli., Jonuarti, R., Hartono, A. 2017. Analisis Struktur  Nano  dari  Lapisan  Tipis  cobalt Ferrite  Yang  Dipreparasi  dengan  Metode Sputtering. Eksakta Vol.18 No. 1
[18]  Aldy Satria Hidayat, dkk. 2014. Pengaruh Suhu dan Kecepatan  Putar Spin  Coating Terhadap  Kinerja  Sel  Surya  Organik
Berbahan  Dasar TiO2. e-Proceeding  of Engineering  :  Vol.  1,  No.1  Desember 2014; 497-510.
[19] Eken, A. E., Ozenbas, M. 2009. Characterization of nanostructured magnetite thinﬁlms
produced by sol–gel processing. Journal Sol- Gel Sci Technol. 50:321–327. [20]  Maria,  dkk.  2010. Pengaruh  Cara  Pengeringan Oven  dan  Microwave  Terhadap  perolehan Kadar  Senyawa  Fenolat  dan  Daya  Anti Oksidan dari daun Jambu Biji (Psidifolium ). Jurnal  Farmasi  Higen.  Vol;  2.  No.1.  2010; 19-26. [21] Askia, Ratih., Ramli., Gusnedi dan Ratnawulan.
2019. Pengaruh Komposisi Terhadap
Struktur Mikro dari Nanokomposit
MnFe 2 O 4 /PVDF  Yang  Disintesis  Dengan Metode  Sol-Gel  Spin  Coating.  Pillar  Of Physics, Vol. 12 No. 12, Desember 2019.
[22]  Suyoso.  (2003).  Listrik  Magnet.  Yogyakarta:
FMIPA UNY.