## KAJIAN AWAL SIFAT OPTIK GRAPHENE OXIDE BERBAHAN DASAR ARANG SEKAM PADI DENGAN METODE LIQUID PHASE EXFOLIATION MENGGUNAKAN ALAT BANTU BLENDER DAN
ULTRASONIC CLEANER
Intan Riani Solo, Minsyahril Bukit, Albert Z. Johannes dan Redi K. Pingak Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana, Jl. Adisucipto-Penfui, Kota Kupang, Kode Pos 85148, Indonesia E-mail: intansolo103@gmail.com

## Abstrak
Penelitian tentang kajian awal sifat optik Graphene Oxide (GO) berbahan dasar arang sekam padi dengan metode Liquid Phase Exfoliation  (LPE)  menggunakan  alat bantu  blender dan  Ultrasonic  Cleaner telah dilakukan.  Tujuan penelitian  ini adalah mengetahui pengaruh variasi waktu sintesis GO menggunakan blender, ultrasonifikasi, dan blender yang dilanjutkan dengan ultrasonifikasi pada sifat optik GO, berdasarkan pada hasil karakterisasi UV-Vis. Dengan menggunakan alat bantu tersebut dilakukan variasi waktu 1 jam, 2 jam, dan 3 jam. Larutan didiamkan semalam, diambil bagian yang terangkat ke permukaannya dan dipisahkan. Kemudian bagian yang dipisahkan tersebut diencerkan dengan menggunakan aquades. Hasil tersebut dikarakterisasi menggunakan Spektrometer UV-Vis untuk mendapatkan spektrum serapannya. Berdasarkan hasil analisis spektrum dari ketiga perlakuan diperoleh jangkauan spektrum berada dalam range 200 nm sampai 400 nm. Nilai puncak serapan maksimum pada perlakuan blender 1 jam, 2 jam dan 3 jam secara berturut – turut adalah 3,319; 3,333dan 3,983  pada  masing  –  masing  panjang  gelombang  223  nm;  222  nm  dan  223  nm.  Nilai  puncak  serapan  maksimum  pada perlakuan  ultrasonifikasi  1  jam,  2  jam  dan  3  jam  secara  berturut  –  turut  adalah  2,466;  2,115  dan  1,877  pada  masing  – masing panjang gelombang 223 nm; 223 nm dan 224 nm. Nilai puncak serapan maksimum pada perlakuan blender yang dilanjutkan dengan ultrasonifikasi  1 jam, 2  jam  dan  3 jam  secara  berturut  –  turut adalah 2,777;  1,838;  dan 1,961 pada masing – masing panjang gelombang 224 nm; 223 nm dan 224 nm. Berdasarkan nilai puncak serapan dan rentang panjang gelombang yang diperoleh dari hasil karakterisasi spektrometer UV-Vis, dapat disimpulkan bahwa material GO berhasil disintesis dalam penelitian ini. Dari hasil perbandingan spektrum ketiga perlakuan di atas, sintesis GO dengan metode LPE dengan  alat  bantu  blender  menghasilkan  GO  dengan  konsentrasi  yang  paling  tinggi  dan  waktu  mempengaruhi  jumlah konsenterasi GO yang dihasilkan.
Kata kunci : GO; LPE, blender; ultrasonifikasi; blender-ultrasonifikasi.

## Abstract
A preliminary study on the optical properties of Graphene Oxide (GO) from rice husk charcoal with Liquid Phase Exfoliation (LPE) method using blender and ultrasonic cleaner treatment has been done. The purpose of this research is to determine the influence of the time variation of GO synthesis using blender, ultrasonification, and blender followed by ultrasonication on the optical properties of GO, based on the results of UV-Vis characterization. With the use of the treatment tools, we made 1 hour, 2 hours, and 3 hours’ time variations respectively. The solution was left overnight, then the raised portion on surface was separated from the solution. The separated parts were diluted using aquades and then characterized using the UV-Vis spectrometer to obtain its absorption spectrum. Based on the results of the spectrum analysis of the three treatments, spectrum coverage is obtained in the range 200 nm to 400 nm. The maximum absorption coefficients from the 1 – hour, 2 – hour, and 3 –  hour blender treatment was 3.319; 3.333  and 3.983 at  223 nm,  222 nm  and 223  nm  respectively.  The  corresponding values from ultrasonification treatment were 2.466; 2.115 and 1.877 at 223 nm, 223 nm and 224 nm respectively and those from  the  blender  treatment  followed  by  ultrasonification  were  2.777;  1.838  and  1.961  at  224  nm,  223  nm  and  224  nm respectively.  Based  on  the  absorption  coefficients  and  the  wavelength  range  obtained  from  UV-Vis  spectrometer characterization results, it can be concluded that the GO material was succesfully synthesized in this research. From the comparasions of the three treatments, GO synthesized using the LPE method with the blender treatment yields GO with the highest concentration and time affects the number of GO concentrations produced.
Keywords : GO, LPE, Blender, Ultrasonication, Blender- ultrasonication.

## PENDAHULUAN
Penelitian  dibidang  nano  teknologi  di Indonesia semakin berkembang dengan seiring berjalannya  waktu.  Salah  satunya,  dalam bidang  pertanian. Contoh  nano  teknologi  yang dapat  dikembangkan  saat  ini  ialah  padi.  Padi merupakan  hasil  produk  utama  pertanian dinegara-negara  agraris,  termasuk  Indonesia sendiri.  Sekam  padi  merupakan  produk samping yang melimpah dalam proses penggilingan padi, yaitu sekitar 20% dari bobot gabah. Produksi sekam padi di Indonesia terus
mengalami  peningkatan  dari  tahun  ke  tahun, karena  pemanfaatan  sekam  padi  secara komersial  masih  relative  rendah.  Hal  ini disebabkan oleh karakteristik sekam padi yaitu bersifat  kasar,  bernilai  gizi  rendah,  memiliki kerapatan  yang  rendah,  dan  kandungan  abu yang  cukup  tinggi.  Sekam  padi  terdiri  dari senyawa  organic  dan  senyawa  anorganik. Komposisi senyawa organik dalam sekam padi terdiri  atas  protein,  lemak,  serat,  pentose, selulosa, dan hemiselulosa. Sedangkan
komposisi senyawa anorganik biasanya terdapat dalam abunya [1].
Seiring  dengan  perkembangannya  abu sekam  padi  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan untuk  pembuatan  nanoteknologi  khususnya dalam  mensistesis Graphene  Oxide (GO). Namun abu sekam yang dimaksud adalah arang sekam  yang  dihaluskan  menjadi  abu.  Bukan merupakan  abu  hasil  pembakaran  sempurna. Hal  ini  agar  kandungan  karbon  yang  terdapat pada  arang  sekam  padi  tetap  terjaga.  Banyak metode  yang  sudah  dikembangkan  dalam mensintesis  material  GO  salah  satunya  adalah menggunakan blender maupun sonifikasi [2].
Graphene atau  grafena  berasal  dari Graphite dan ene [3]. Graphite sendiri merupakan  material  yang  terdiri  dari  banyak lembaran Graphene yang  ditumpuk  secara bersama  [4].  Kata  “ Graphite ”  diperkenalkan oleh  Abraham  Gottlob  Werner  (1789)  dan molekul yang tersusun dari atom karbon yang terikat  satu  dengan  yang  lain  dalam  jumlah yang banyak dengan membentuk suatu struktur heksagonal yang bertumpuk satu sama lain [5].
Graphene merupakan  susunan  atom- atom  karbon  monolayer  2D  yang  membentuk struktur Kristal heksagonal menyerupai sarang lebah. Graphene memiliki sifat unik dan unggul dibandingkan  dengan  material  lain  dan  ketika berinteraksi  dengan  atom  lain  menunjukkan keunikan sendiri [6]. Graphene tidak memiliki band  gap,  mobilitas  elektron Graphene
Multilayer sekitar  15000    cm2/Vs  pada  suhu
300  K  dan  sekitar  60000  cm2/Vs  pada  suhu 4000 K, sedangkan untuk Graphene Few Layer
antara (3000-10000) cm2/Vs [4].
Gambar 1. Struktur Graphene [7].
Lembaran  tipis Graphene  Oxide (GO) baru-baru  ini  muncul  sebagai  material  baru nano berbasis karbon [8]. Graphene ini pertama kali  disintesis  oleh  Andre  K.  Geim  dan Konstantin  Novoselov  pada  tahun  2004  [4]. Kelarutan Graphene Oxide dalam air dan juga pelarut  lain  memungkinkan  untuk  diendapkan dalam substrat yang luas seperti pada film atau
jaringan  tipis,  sehingga  berpotensi  digunakan untuk  makro  elektronik  [9].  Surfaktan  akan bekerja  selama  satu  malam  agar  didapatkan material Graphene . Teknologi surfaktan dalam metode ini berfungsi untuk melemahkan ikatan vanderWaals antar  lembaran Graphene pada material Graphite . Surfaktan adalah bahan yang bekerja  secara  aktif  di  permukaan.  Molekul surfaktan terdiri dari kepala dan ekor [10].
Oleh  karena  itu,  maka  dilakukan penelitian dengan tujuan mengetahui pengaruh variasi waktu pencampuran bahan menggunakan  blender,  terhadap  material  GO berdasarkan pada hasil karakterisasi UV – Vis, mengetahui pengaruh variasi waktu
pencampuran bahan menggunakan
ultrasonifikasi, terhadap material GO berdasarkan pada hasil karakterisasi UV – Vis, mengetahui pengaruh variasi waktu pencampuran  bahan  menggunakan  blender  + ultrasonifikasi, terhadap material GO berdasarkan pada hasil karakterisasi UV – Vis.
Gambar 2. (a) Struktur material Graphene (b) Struktur material Graphene Oxide [11].

## METODE
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Liquid Phase Exfoliation (LPE). LPE adalah  salah  satu  metode  sintesis Graphene dalam  fasa  cair  yang  menggunakan  teknologi surfaktan  [2,12].  Sintesis  menggunakan  LPE dilakukan  dengan  cara  mencampur  serbuk Graphite ke  dalam  surfaktanan  ionic  (fungsi pembersih)  yang  kemudian  didiamkan  satu malam  [13].  Sebelum  didiamkan  semalam larutan  disintesis  menggunakan  blender,  dan ultrasonifikasi,  pada  proses  sonifikasi  terjadi siklus  perendaman  gelombang  dimana  terjadi penurunan energy mekanik terhadap waktu dan resonansi.    Hal    inilah  yang  menyebabkan nanopartikel  yang  terkungkung  di  dalamnya dapat  juga    terpisah  satu  sama  lain  sehingga didapatkan  nanosfer  dengan  ukuran  kecil  [14] dan diencerkan menggunakan pelarut aquades. Kemudian dikarakterisasi menggunakan spektrometer  UV  –  Vis.  Puncak  diamati  pada panjang  gelombang  sekitar  230  nm  –  310  nm
yang  merupakan  karakterisasi  dari  GO  [15]. Spektrum  yang  dihasilkan  disajikan  sebagai grafik absorbansi (A) vs panjang gelombang

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 4 menunjukan hasil UV-Vis dari material GO yang terebentuk. Dari hasil dapat disimpulkan  bahwa  semakin  lama  waktu perlakuan dengan menggunakan Blender maka jumlah  pembentukan  material    GO  semakin banyak, hal ini terbukti dengan nilai absorbansi yang semakin tinggi.
Gambar 4. Spektrum absorbansi gabungan Sintesis Material Graphene Oxide Berbahan Dasar Arang Sekam Padi dengan perlakuan Blender 1 jam, 2 jam dan 3 jam.
Gambar 5.  Spektrum absorbansi gabungan Sintesis Material Graphene Oxide Berbahan Dasar Arang Sekam Padi dengan perlakuan
Ultrasonifikasi 1jam, 2 jam dan 3 jam. Sedangkan  Gambar  5  menunjukan  hasil berkebalikan  dengan  hasil  sebelumnya  pada Gambar  4.  Hasil  pada  Gambar  5  menunjukan bahwa semakin lama waktu perlakuan Ultrasonifikasi  jumlah  pembentukan  material GO  semakin  sedikit  dan  ditunjukkan  dengan nilai absorbansi yang semakin rendah.
Pada  Gambar 6  untuk  perlakuan  dengan Blender  +  Ultrasonifikasi  menunjukan  hasil yang  mirip  dengan  perlakuan  Ultrasonifikasi yaitu  penurunan  nilai  absorbansi.  Walaupun begitu pada perlakuan Blender + Ultrasonifikasi 3  jam  terlihat  bahwa  nilai  absorbansi  yang dimiliki lebih tinggi sedikit daripada perlakuan 2 jam dengan rentang yang tidak jauh berbeda.
Dari  ketiga  perlakuan  tersebut  terlihat  bahan waktu mempengaruhi pembentukan GO dengan
hasil yang berbeda-beda untuk masing – masing perlakuan.
Gambar 6. Spektrum absorbansi gabungan Sintesis Material Graphene Oxide Berbahan Dasar Arang Sekam Padi dengan perlakuan B lender + Ultrasonifikasi 1 jam, 2 jam & 3 jam.
Gambar 7. Koefisien absorbansi Blender, Ultrasonifikasi, dan Blender + Ultrasonifikasi.
Hasil  koefisien  absorbansi  Blender, Ultrasonifikasi, dan Blender +
Ultrasonifikasi  dapat  dilihat  pada  Gambar 7. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada  variasi  waktu  1  jam  diperoleh  nilai absorbansi untuk perlakuan Blender adalah 3,319,  untuk  perlakuan  Ultrasonifikasi adalah 2,466, dan untuk perlakuan Blender + Ultrasonifikasi adalah 2,777. Pada variasi waktu  2  jam  diperoleh  nilai  absorbansi untuk  perlakuan  Blender  adalah  3,333, untuk  perlakuan  Ultrasonifikasi  adalah 2,115,  dan  untuk  perlakuan  Blender  + Ultrasonifikasi  adalah  1,838.  Selanjutnya pada  variasi  waktu  3  jam  diperoleh  nilai absorbansi untuk perlakuan Blender adalah 3,983,  untuk  perlakuan  Ultrasonifikasi adalah 1,877, dan untuk perlakuan Blender + Ultrasonifikasi adalah 1,961. Berdasarkan hasil  tersebut  dapat  diketahui  dari  ketiga perlakuan pada variasi waktu 1, 2 dan 3 jam kandungan material GO yang paling banyak terdapat pada perlakuan Blender.

## SIMPULAN DAN SARAN
Pengaruh  variasi  waktu  pencampuran bahan menggunakan Blender terhadap pembentukan  material  GO  berdasarkan  hasil karakterisasi  UV-Vis  adalah  semakin  lama waktu Blender maka pembentukan material GO semakin  banyak  dibuktikan  dengan  nilai absorbansi  yang  semakin  tinggi,  Pengaruh variasi waktu pencampuran bahan menggunakan  Ultrasonifikasi  dan  Blender  + Ultrasonifikasi terhadap material GO berdasarkan  hasil  karakterisasi  UV-Vis  adalah semakin  lama  waktu  maka  pembentukan material  GO  semakin  sedikit  atau  nilai absorbansi yang semakin berkurang.
Perbandingan  nilai  koefisien  absorbsi  pada setiap  variasi  waktu  menggunakan  ketiga perlakuan  menunjukan  nilai  tertingi  adalah untuk  perlakukan  Blender.  Perlakuan  Blender menghasilakan  lebih  banyak  Material  GO dibanding dengan perlakuan Ultrasonifikasi dan Blender+Ultrasonifikasi.
Adapun  saran  yang  dapat  diberikan adalah  dapat  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut menggunakan surfaktan murni, dapat dilakukan penelitian  lebih  lanjut  dengan  menambah variasi  waktu  agar  diketahui  batas  pemakaian, dapat  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  dengan karakterisasi yang lain untuk memperkuat hasil, seperti XRD, XRF, dan SEM, dapat dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaplikasian hasil  sintesis  material Graphene  Oxide menggunakan metode LP.

## DAFTAR PUSTAKA
1
Somaatmadja D. Sekam gabah sebagai bahan  industri.  Badan  Penelitian  dan Pengembangan Industri., Makasar. 1980.
2 Bete YI, Bukit M, Zicko A, Pingak RK. 2019. Kajian Awal Sifat Optik Graphene Oxide  Berbahan  Dasar  Arang  Tongkol Jagung Yang Disintesis Dengan Metode Liquid  Phase  Exfoliation  (  Lpe  ).  Fis. Sains dan Apl. 4 (2): 114.
3 Truong,  Lee.  2013.  Graphene  From Fundamental  to  Future  Application. South Korea Chonbuk Natl. Univ. .
4 Geim  AK,  Novoselov  KS.  2007.  The rise of graphene. Nat. Mater. 6 (3): 183. 5 Darminto, Baqiyah M.A AR. Pengembangan  Bahan  Karbon  dari Biomassa. ITS Press, Surabaya. 2018. 6 Johannes AZ. 2018. Simulasi
Perubahan  Densitas  Muatan  Adsorpsi Atom  Hidrogen-Grafena  Dengan  Teori
Fungsi Kerapatan. J. Fis.  Fis. Sains dan Apl. 3 (3): 179.
7 Astuti  NFD.  2017.  Pengaruh  Variasi
Massa  Karbon  Sekam  Padi  Terhadap Sintesis  Material  Graphene  Oxide dengan Metode Liquid Phase Exfoliation Menggunakan Blender, Sonifikasi,  dan  Blender  +  Sonifikasi Berdasarkan Uji Uv-Vis. Skripsi, Univ. Negeri Yogyakarta. . 8
Stankovich. 2006. Graphene-based composite materials. Nature. 442 : 282.
9 Balandin AA, Ghosh S, Bao W, Calizo I,  Teweldebrhan  D,  Miao  F,  Lau  CN. 2008.  Superior  thermal  conductivity  of single-layer  graphene.  Nano  Lett. 8 (3):
902.
10 Suparno.  Dinamika  Partikel  Koloid.
UNY Press, Yogyakarta. 2012.
11 Randviir  EP,  Brownson  DAC,  Banks CE.  2014.  A  decade  of  graphene research:  Production,  applications  and outlook. Mater. Today. 17 (9): 426.
12 Wang S, Yi M, Shen Z. 2016. The effect of surfactants and their concentration on the liquid exfoliation of graphene. RSC Adv. 6 (61): 56705.
13 Pratiwi  P.  Preparasi  Nanomaterial Karbon  Menggunakan  Metode  Liquid Mechanical  Exfoliation  Dibantu  oleh Linear  Alkylbenzene  Sulfonate  dengan Variasi  Waktu  Pencampuran.  Skripsi S1, Jurusan Fisika, FMIPA UNY. 2016.
14 Safitri  D.  Sintesis  Nanopartikel  Serat Kulit Rotan dengan Metode Ultrasonifikasi.  Skripsi  S1,  Jurusan Fisika, FMIPA IPB. 2012. 15 Efelina V. Kajian Pengaruh
Konsenterasi  Urea  Dalam  Sifat  Optik Nanofiber  Graphene  Oxide  /  PVA  ( Polyvynil  Alcohol  )  yang  Difabrikasi Menggunakan  Teknik  Electrospinning. Tesis, FMIPA UGM. 2015.