## PERBAIKAN REPRODUSIBILITAS FABRIKASI DAN STABILITAS IMPEDANSI
FILM KOMPOSIT PVA-ELEKTROLIT DENGAN MODIFIKATOR Cr 2 O 3 SEBAGAI BAHAN PEKA KELEMBABAN

## Sri Budiawanti
Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan PMIPA, FKIP, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Jl. Ir. Sutami No 36 A Surakarta 57126
E-mail: awanty77@yahoo.com

## INTISARI
Film peka kelembaban  berbasis PVA telah  berhasil  dipreparasi  dan  dideposisikan  pada  substrat  berelektroda dengan metode dip coating. Struktur elektroda substrat berupa interdigital dengan bahan elektroda terbuat dari film  tembaga  yang  dilapis  dengan  perak.Untuk  menghasilkan  ikatan  silang pada  PVA (polivinil  alkohol) digunakan ammonium perokdisulfat (APS) sebagai inisiator. Sifat listrik film dikarakterisasi menggunakan RCL meter di dalam chamber yang kondisi kelembabannya dikontrol dengan menggunakan larutan garam. Impedansi film peka kelembaban  berbasis PVA  secara  umum  menurun  dengan  meningkatnya  kelembaban  relatif.  Film PVA-elektrolit  menunjukkan  reprodusibilitas  fabrikasi dan  stabilitas  impedansi  yang  kurang  baik.  Cr 2 O 3 digunakan  sebagai  modifikator  untuk  memperbaiki  sifat peka kelembaban  film PVA-elektrolit.  Hasil karakterisasi  film PVA  yang  dimodifikasi  dengan  Cr 2 O 3 menunjukkan  bahwa  penambahan  Cr 2 O 3 dapat memperbaiki reprodusibilitas fabrikasi dan stabilitas impedansi film PVA-elektrolit.
Kata kunci: polivinil alkohol (PVA),  Cr 2 O 3 , kelembaban

## I. PENDAHULUAN
Kelembaban merupakan suatu komponen penting dalam lingkungan kita, karena udara yang berada di lingkungan  manusia  selalu  memiliki  kandungan  uap  air  sehingga  pengukuran  dan  pengontrolan  kelembaban sangat diperlukan [1,2]. Saat ini terjadi peningkatan permintaan atas pengontrolan kelembaban dalam berbagai bidang  seperti  pada  peralatan  elektronik,  peralatan  kedokteran,    bidang  pertanian,  industri  gula,  serta  pada proses  pengeringan  keramik  dan  pengemasan  makanan [1]. Untuk  memenuhi  kebutuhan  tersebut  maka  diteliti berbagai jenis bahan yang peka terhadap kelembaban dan diharapkan dapat dipromosikan sebagai bahan untuk pengukuran kelembaban [2].
Secara  konvensional bahan yang  biasa  dikembangkan  untuk  pengukuran  kelembaban  relatif  adalah keramik seperti oksida logam, film tipis alumina, serta komposit spinel (spinel compounds). Keramik memiliki kestabilan mekanik, termal, dan kimia yang tinggi tetapi membutuhkan temperatur tinggi sekitar 850 0 C untuk proses  produksi  dan  pemeliharaannya  memerlukan heat  cleaning (pembersihan  temperatur  tinggi)  yang mengakibatkan  biaya  pembuatannya  menjadi  mahal [2]. Bahan yang  saat  ini  banyak  dikembangkan  dalam berbagai  aplikasi  praktis  adalah  polimer.  Polimer  banyak  digunakan    karena  murah,  fleksibel,  ringan,  mudah dipreparasi,  dan  dapat  digunakan  pada  suhu  ruang [1,3]. Polimer    lebih  murah  jika  dibandingkan  dengan keramik  karena  dalam  proses  preparasinya  tidak  membutuhkan  suhu  tinggi  dan  ruangan  steril  khusus,  dengan demikian biaya dalam proses pembuatannya dapat ditekan [4].
Beberapa bahan yang digunakan pada pengukuran kelembaban dari jenis polimer di antaranya adalah polivinil  alkohol  (PVA)  yang  bersifat  hidrofilik. PVA  memiliki  banyak  gugus  fungsional  sehingga  dapat menangkap  dan  melepaskan  uap  air  pada  lingkungan [5]. PVA  sebagaimana bahan polimer  pada  umumnya memiliki impedansi intrinsik yang tinggi (dalam orde 10 7 Ω ). Mu-Rong dkk. telah meneliti PVA sebagai bahan peka kelembaban  relatif  (RH)  dengan  menggunakan  beberapa  elektrolit  seperti  -styrenesulfonatesodium (PSSD), sodium chloride (NaCl), dan m-benzenedisulfonate sodium (MBSD) untuk  menurunkan resistansi [9]. Untuk  memperbaiki  sifat  mekanik polimer  seperti  mencegah  agar  tidak  mudah  larut  dalam  air  serta memperkuat  penempelan  pada  substrat  digunakan  metode  ikatan  silang  (crosslinking) [9]. Penambahan elektroit  dalam PVA  dapat  meningkatkan  sifat sensing PVA,  tetapi bahan elektrolit  kurang  stabil  sehingga dapat  mempengaruhi  umur  pemakaian (life  time). Bahan elektrolit  yang  kurang  stabil  juga  mempengaruhi reprodusibilitas fabrikasi sehingga agak sulit diperoleh bahan yang identis dalam suatu preparasi. Untuk lebih meningkatkan  reprodusibilitas  fabrikasi  dan  stabilitas  impedansi film  komposit PVA-elektrolit,  ditambahkan bahan keramik oksida logam Cr 2 O 3 dengan bermacam komposisi.

## II. DASAR TEORI
Kelembaban relatif merupakan perbandingan kandungan kelembaban udara dengan tingkat kelembaban saturasi  pada  temperatur  dan  tekanan  yang  sama,  atau  istilah  lain  adalah  perbandingan  tekanan  uap  air  udara aktual dengan tekanan uap saturasi, dapat juga dinyatakan sebagai kelembaban mutlak dibagi nilai kelembaban jenuh pada temperatur tersebut. Kelembaban relatif ini dinyatakan dalam persen [2].
Elektrolit  digunakan  sebagai bahan yang peka terhadap  kelembaban  relatif  karena  konduktivitas bahan tersebut  meningkat  saat  kelembaban  dinaikkan.  Meningkatnya  konduktivitas elektrolit  terjadi  karena garam  elektrolit mudah  larut  dalam  air  dan  terionisasi.  Ion-ion  tersebut  mudah  bergerak(mobil)  sehingga memberi kontribusi pada peningkatan konduktivitas bahan elektrolit saat kelembaban dinaikkan [6].
Salah satu jenis polimer  yang digunakan sebagai bahan peka kelembaban adalah PVA,  yang mampu menyerap  dan  melepaskan  uap  air  karena  mempunyai  gugus  OH  pada  struktur  molekulnya.  Molekul  H 2 O bersifat polar (ion H cenderung bermuatan positif dan ion O akan cenderung bermuatan negatif). Ion O uap air yang bermuatan negatif akan berikatan dengan ion H pada gugus OH [6].
Berdasarkan  mekanismenya, bahan peka kelembaban  berbasis keramik  diklasifikasikan sebagai tipe ionik  (protonik),  elektronik  (semikonduktor),  dan  kapasitif. Mekanisme sensing bahan keramik  terhadap kelembaban  tipe protonik berprinsip adanya konduksi proton yang terjadi pada lapisan uap air yang menempel pada  permukaan  keramik [7]. Saat  kelembaban  semakin  meningkat  maka  konduktivitas bahan keramik  juga semakin tinggi. Bahan keramik memiliki keunggulan, yaitu stabil, respon cepat, histerisis kecil, tahan terhadap kontaminan, dan lain-lain [2]. Bahan keramik yang telah digunakan sebagai bahan peka RH adalah jenis metal oksida  seperti  Al 2 O 3 ,  Cr 2 O 3 ,  TiO 2 ,  SiO 2 ,  dan  MnO 2 [8]. Mekanisme sensing bahan keramik  terhadap kelembaban tipe protonik berprinsip adanya konduksi proton yang terjadi pada lapisan uap air yang menempel pada  permukaan  keramik.  Saat  kelembaban  semakin  meningkat  maka  konduktivitas bahan keramik  juga semakin tinggi.  Mekanisme  konduksi  proton  (protonic  conduction)  pada  lapisan-lapisan  uap  air  yang  diserap oleh bahan sensing ditemukan  pada  penelitian  TiO 2 dan  -Fe 2 O 3 [9]. Gambar  1  menyajikan empat  tahap adsorpsi  molekul  air  pada  oksida  logam [10],  dan Gambar  2 menyajikan struktur multi-layer uap  air  yang diserap α -Fe 2 O 3 [9].
Gambar 1. Empat tahap adsorpsi molekul air pada oksida logam [10].
Gambar 2. Struktur multi-layer uap air yang diserap α -Fe 2 O 3 [9].
Hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  sebelumnya [11] tentang  reprodusibilitas  fabrikasi film PVA- elektrolit  terlihat  pada Gambar 3.  Penelitian  reprodusibilitas  fabrikasi  dilakukan  untuk  menguji  apakah  hasil pengulangan pembuatan film mempunyai impedansi yang identis pada kondisi kelembaban yang sama. Hal ini perlu dilakukan  karena  harus  ada jaminan bahwa film  yang dibuat mempunyai komposisi, struktur,  serta tebal yang identis.  Penelitian  mengenai  reprodusibilitas  fabrikasi  dilakukan  dengan  membuat  dua  film  atau  lebih dengan  komposisi  yang  sama,  kemudian  masing-masing  film  dikarakterisasi  perubahan  impedansi  terhadap
30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 PVA-NaCl Z (  ) % RH batas atas batas bawah 30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 PVA-KCl Z (  ) % RH Batas atas Batas bawah
30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 Z   % RH PVA PVA-NaCl PVA-KCl
kenaikan RH.  Rentang hasil pengukuran  antara  batas  atas  dan  batas  bawah impedansi  film PVA-elektrolit terlihat cukup lebar. Untuk memperbaikinya, akan ditambahkan modifikator Cr 2 O 3 pada film PVA-elektrolit.
(a)
(b)
Gambar 3. Reprodusibilitas fabrikasi Film diukur pada frekuensi 1 khz, massa elektrolit 0,16 gr. (a) PVA-NaCl   (b) PVA-KCl [11].

## III. METODE EKSPERIMEN
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  meliputi  proses  preparasi  dan  karakterisasi. Pada  tahap  awal  preparasi  semua  bahan  ditimbang,  kemudian PVA  dicampur  dengan  bidestilata  steril  dan diaduk.  Untuk bahan komposit, PVA  dicampurkan  terlebih  dahulu  dengan  Cr 2 O 3 kemudian  ditambahkan bidestilata sehingga terbentuk pasta PVA-Cr 2 O 3 . Masing-masing larutan atau pasta kemudian dicampur dengan larutan  NaCl/KCl,  diaduk  dan  disimpan  selama  ±  24  jam.  Penyimpanan  ini  dilakukan  agar  terjadi  proses swelling pada PVA.  Setelah  itu  dilakukan  pemanasan  terhadap pasta  pada  suhu  80 O C  selama  12  jam  dalam termostat  agar  diperoleh pasta yang  homogen.  Penambahan APS  dilakukan saat pasta telah    mencapai  suhu ruang, kemudian dilakukan pengadukan sampai pasta tercampur rata.
Deposisi pasta pada modul film dilakukan dengan metode dip coating. Modul yang digunakan berupa substrat PCB (printed board circuit) yang memiliki ketahanan hingga temperatur 200 0 C berukuran 1cm x 1,25 cm. Substrat PCB sebelumnya diberi elektroda tembaga (Cu) yang dilapisi dengan perak (Ag) agar lebih tahan terhadap korosi. Karakterisasi sifat listrik film peka kelembaban berbasis PVA dilakukan dengan menggunakan RCL meter. Film yang akan dikarakterisasi diletakkan dalam chamber yang tertutup rapat.
Gambar 4. Pengaruh elektrolit pada sifat peka RH film PVA, diukur dengan frekuensi 1 kHz, massa NaCl: 0,08 g dan  KCl : 0,08 g.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## a. Reprodusibilitas Fabrikasi dan Stabilitas Film Peka RH pada PVA-Elektrolit
Hasil  eksperimen  untuk  mempelajari  pengaruh  elektrolit  terhadap  impedansi  film PVA  ditampilkan pada Gambar 4. Komposisi film yang dipelajari terdiri atas tiga macam, yaitu film yang mengandung PVA saja, film PVA yang ditambah  dengan  NaCl  dan  film PVA yang ditambah  KCl. PVA  merupakan  polimer  yang bersifat sebagai isolator sehingga pada RH rendah (32,78%) diperoleh impedansi  yang  tinggi,   yaitu berorde 10 7 Ω .  Impedansi  film  pada RH = 32,78%  juga  tidak  menunjukkan  perubahan    yang  berarti  ketika  film PVA ditambahi elektrolit NaCl maupun KCl. Pada RH tinggi (94,03%), impedansi film PVA mengalami penurunan sekitar satu orde. Film PVA mulai menunjukkan penurunan impedansi pada kelembaban di atas 50 %. Respon film  terhadap  kelembaban  pada RH tinggi  terlihat  dapat ditingkatkan  dengan  baik  ketika  ada  penambahan komponen  NaCl  maupun  KCl..  Dari Gambar  4 dapat  disimpulkan  bahwa  penambahan  elektrolit  dalam  film PVA dapat meningkatkan sifat peka terhadap kelembaban, yang terbukti dengan penurunan impedansi terhadap kenailkan RH yang lebih signifikan dari film PVA-elektrolit dibandingkan penurunan impedansi film PVA.
Gambar 3 menunjukkan  hasil  penelitian  reprodusibilitas  film PVA-elektrolit yang  pernah  diteliti. Pada RH rendah, rentang pengukuran antara batas atas dan batas bawah impedansi film PVA-NaCl lebih dari satu orde, sedangkan pada RH tinggi rentang pengukurannya setengah orde. Hasil pengukuran reprodusibilitas film PVA-KCl menunjukkan range sekitar satu orde pada RH rendah maupun pada RH tinggi. Hasil pengukuran stabilitas film PVA-NaCl dan PVA-KCl terlihat pada Gambar 5. Stabilitas film diukur pada kondisi kelembaban 75,29 %. Gambar 5 menunjukkan stabilitas impedansi film PVA-elektrolit sebagai fungsi umur film. Stabilitas impedansi film PVA-NaCl  dan  film PVA-KCl  mempunyai  karakteristik  yang  sama  terhadap  efek  penuaan. Impedansi  film-elektrolit cenderung  naik  hingga  hari ke-40  kemudian  impedansi  menurun  dan  diatas  70  hari impedansi film naik secara signifikan. Jika penelitian dilanjutkan, mungkin impedansi film PVA-elektrolit akan terus  naik. Persentase perubahan  impedansi  diukur  dari  impedansi  mula-mula  pada  film PVA-NaCl  mencapai 120%, sedangkan untuk film PVA-KCl  sekitar 80%.
0 20 40 60 80 100 120 10 3 10 4 10 5 10 6 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120 140 |Z 0 -Z t |/ Z 0 (% ) Z (  ) Umur Film (hari) PVA-NaCl PVA-KCl
Gambar 5. Stabilitas impedansi film PVA-Elektrolit sebagai fungsi umur film, yang diukur dengan frekuensi 1 kHz, massa NaCl: 0,08 g dan  KCl : 0,08 g.
Dari  hasil  pengukuran  reprodusibilitas  dan  stabilitas  film PVA-elektrolit  yang  telah  diuraikan  dapat disimpulkan  bahwa reprodusibilitas  dan  stabilitas film PVA-elektrolit  kurang  baik  untuk  digunakan  sebagai bahan yang peka terhadap kelembaban. Untuk memperbaiki sifat reprodusibilitas dan stabilitas ini, maka pada film PVA-elektrolit akan dicampurkan bahan keramik berupa oksida logam Cr 2 O 3 . Sifat bahan keramik yang stabil  dan  tahan  terhadap  kontaminan diharapkan  mampu  memperbaiki  reprodusibilitas  fabrikasi  serta menambah stabilitas impedansi film PVA-elektrolit.

## b. Sifat Listrik Film PVA-Elektrolit
Sifat  listrik film PVA  tidak  dapat  diukur  dengan  tegangan  DC  tetapi  dapat  terukur  dengan  tegangan AC.  Saat elektrolit ditambahkan pada film PVA, sifat listriknya dapat terukur dengan tegangan DC. Gambar 6 memperlihatkan hasil pengukuran resistansi film PVA-elektrolit dengan tegangan DC. Seperti halnya pada film PVA  tanpa  elektrolit,  pada RH  =32,78  %  nilai  resistansi  film PVA  yang  ditambah  elektrolit   juga  tidak  dapat
terukur  dengan  tegangan  DC.  Nilai  resistansinya  masih  tinggi  sehingga  tidak  terbaca  oleh RCL  meter  yang digunakan.  Pada RH  = 52,89  %  nilai  resitansinya  mulai  terbaca  sebesar  3,4x10 5  untuk  film PVA  dengan tambahan  NaCl  dan  3,5x10 5  untuk  film PVA dengan  tambahan  KCl.  Ketika  kelembaban  dinaikkan, resistansinya menurun hingga mencapai 1,3x10 4  untuk film PVA dengan tambahan NaCl dan 1,7x10 4  untuk film PVA dengan tambahan KCl pada 94,03 %.
30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 R   % RH PVA+NaCl PVA+KCl
Gambar 6. Pengukuran resistansi dengan tegangan DC pada film PVA-elektrolit.
Penurunan resistansi film PVA yang ditambah elektrolit terjadi karena adanya pembawa muatan yaitu ion-ion  elektrolit.  Pada  saat  preparasi,  kristal  NaCl  dilarutkan  terlebih  dahulu  sehingga  terionisasi membentuk ion  Na + dan  Cl - sebelum  dicampurkan  dengan PVA.  Setelah  film  mengering  terlihat  NaCl  yang  telah  larut sebagian  akan  kembali  mengkristal  dan  ada  ion-ion  yang  terjebak  dalam  matrik PVA.  Ion-ion  inilah  yang memberi kontribusi dalam  menurunkan resistansi film pada saat diberi beda potensial [6]. Saat RH dinaikkan, PVA menyerap uap air sehingga kristal-kristal garam sebagian akan mencair dan terionisasi. Kristal garam yang terionisasi  ini  menyebabkan  pembawa  muatan  semakin  banyak  sehingga  saat  kelembaban  meningkat  maka resistansi akan semakin kecil 6 . Selain itu, pada RH tinggi PVA menyerap molekul air yang menyebabkan rantai- rantai  polimernya  mengembang  (swelling)  menjadi  lurus  satu  sama  lain.  Geometri  polimer  seperti  ini  dapat meningkatkan  mobilitas ion-ion Na + dan  Cl - sehingga  meningkatkan  konduktivitasnya.  Sebaliknya  pada RH rendah  mobilitas ion  Na + dan  Cl - akan  menurun  karena  pada  kondisi  ini  umumnya  rantai  polimer  akan mengeriting [12,13].
Penurunan  resistansi  film PVA  dengan  tambahan  NaCl  pada RH tinggi  lebih  tajam dibandingkan dengan  penurunan  resistansi film PVA  dengan  tambahan  KCl. Hal  ini  disebabkan  karena  mobilitas  di  air  ion Na + lebih  besar  daripada  ion  K + ,  sehingga  film PVA  dengan  tambahan  NaCl  mengalami  penurunan resistansi lebih  besar  dibandingkan  dengan  film PVA  dengan  tambahan  KCl.  Ketika  tegangan  AC  diberikan  pada  film PVA, molekul uap air yang diserap oleh PVA akan terpolarisasi. Semakin tinggi kelembaban, semakin banyak uap air yang diserap oleh film PVA sehingga polarisasi film PVA akan semakin besar. Ketika nilai polarisasi semakin  besar  maka  nilai  konstanta  dielektrik  relatif  yang  berbanding  lurus dengan  polarisasi  juga  semakin besar. Perubahan  nilai  konstanta  dielektrik  ini  akan  berpengaruh  pada  nilai  kapasitansi film PVA.  Saat kelembaban  dinaikkan  maka  nilai  kapasitansi  akan  semakin  besar  yang  menyebabkan  nilai  reaktansi  kapasitif akan turun karena kapasitansi berbanding terbalik dengan reaktansi kapasitif. Penurunan nilai reaktansi kapasitif akan  menurunkan  nilai  impedansinya.  Hal  inilah  yang  menjelaskan  kenaikan  nilai  kapasitansi  dan  penurunan nilai impedansi film PVA-elektrolit terhadap kenaikan RH.
c. Sifat Listrik Film PVA-Cr 2 O 3 Gambar 7 menunjukkan pengaruh kelembaban terhadap nilai resistansi film PVA-Cr 2 O 3 yang diukur dengan tegangan DC. Dengan menggunakan tegangan DC, resistansi film komposit PVA- Cr 2 O 3 tidak terukur pada RH rendah. Pada RH = 52,89  %  nilai  resitansinya  mulai  terbaca  sebesar  1,5x10 7  .  Ketika  kelembaban dinaikkan resistansinya akan  menurun  sehingga pada RH = 94,03 %  menjadi 1,5x10 4  . Penurunan resistansi pada  film PVA-Cr 2 O 3 terjadi  karena  baik PVA  maupun  Cr 2 O 3 menyerap  uap  air.  Penurunan  resistansi film PVA-Cr 2 O 3 terjadi  karena  Cr 2 O 3 menyerap  uap  air  sehingga  terbentuk  lapisan-lapisan physisorb uap  air. Selanjutnya pada lapisan-lapisan physisorb terjadi mekanisme Grotthuss. Dengan adanya mekanisme Grotthuss ini maka akan ada proton hoping diantara molekul air yang menyumbangkan konduktivitas pada film komposit
PVA-Cr 2 O 3 . Pada kelembaban tinggi, mekanisme Grotthuss menjadi semakin dominan sehingga resitansi film komposit PVA- Cr 2 O 3 akan semakin berkurang [9,10].
30 40 50 60 70 80 90 100 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 R (  ) % RH
Gambar 7. Pengukuran resistansi dengan tegangan DC pada film PVA- Cr 2 O 3 .
d. Sifat Listrik Film PVA-Elektrolit-Cr 2 O 3 Seperti  yang telah  diuraikan  di  atas, Cr 2 O 3 digunakan  sebagai  modifikator film PVA-elektrolit  yang bertujuan  untuk  memperbaiki  reprodusibilitas  fabrikasi  dan  stabilitas  impedansi. Gambar  8 memperlihatkan hasil  pengukuran  resistansi  terhadap  kenaikan RH dengan  mengunakan  tegangan  DC. Dari Gambar  8 terlihat bahwa pada RH rendah  resistansi PVA-NaCl-Cr 2 O 3 berorde  10 6  ,  sedangkan  pada RH tinggi  resistansinya turun  sekitar  dua  orde.  Hasil  ini  identis  dengan  hasil  pengukuran  pada  film PVA-KCl-Cr 2 O 3 .  Penurunan impedansi  ini  terjadi  selain  adanya  kontribusi ion-ion  elektrolit  yang  mobil  juga  disebabkan  karena  adanya mekanisme Grotthuss pada lapisan-lapisan uap air yang menempel pada Cr 2 O 3 .
30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 R (  ) % RH PVA-NaCl-Cr 2 O 3 PVA-KCl-Cr 2 O 3
Gambar 8. Pengukuran resistansi dengan tegangan DC pada film PVA-elektrolit-Cr 2 O 3 .
30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 Z   % RH PVA++Cr 2 O 3 +NaCl 0,8 g PVA++Cr 2 O 3 +KCl 0,8 g
Gambar 9. Pengukuran impedansi dengan tegangan AC pada film PVA-elektrolit- Cr 2 O 3 .
Hasil karakterisasi film PVA-elektrolit-Cr 2 O 3 dengan menggunakan tegangan AC tampak pada Gambar 9,  dan terlihat perbandingan  antara  penambahan  NaCl  dan  KCl.  Pada RH rendah  (32,78%)  terlihat  bahwa impedansi film  komposit PVA- Cr 2 O 3 yang ditambah NaCl maupun KCl berorde 10 7 . Pada RH tinggi (94,03%) film dengan tambahan NaCl maupun KCl keduanya berorde 10 3 . Dari Gambar 9 terlihat penurunan impedansi film PVA dengan tambahan NaCl pada RH tinggi lebih tajam dibandingkan dengan penurunan resistansi film PVA dengan tambahan KCl. Hal ini terjadi karena mobilitas ion Na + lebih besar dibandingkan dengan ion K + .
e. Reprodusibilitas Fabrikasi dan Stabilitas Impedansi Film Peka RH pada PVA-Elektrolit-Cr 2 O 3 . Dari  pembahasan  sebelumnya diperoleh  kesimpulan  bahwa  reprodusibilitas  fabrikasi film  dan stabilitas  impedansi PVA-elektrolit  kurang  baik  sehingga  perlu  diperbaiki.  Untuk  memperbaiki  sifat  tersebut digunakan  Cr 2 O 3 sebagai  modifikator film PVA-elektrolit.  Gambar  10 menunjukkan  hasil  pengukuran reprodusibilitas fabrikasi yang dibandingkan antara film PVA-elektrolit dengan PVA-NaCl- Cr 2 O 3 . Pada Grafik tersebut terlihat dengan penambahan Cr 2 O 3 pada film PVA mampu memperbaiki reprodusibilitas fabrikasi film PVA-elektrolit. Ketiga  film  dengan  komposisi  yang  sama  menghasilkan  respon  yang    sama  terhadap kelembaban relatif.
30 40 50 60 70 80 90 100 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 % RH Z (  ) PVA-NaCl-Cr 2 O 3 sampel 1 sampel 2 sampel3 PVA-NaCl batas atas batas bawah
Gambar 10. Perbandingan reprodusibilitas fabrikasi film PVA-Elektrolit dengan PVA-elektrolit Cr 2 O 3 sebagai fungsi umur film. Diukur dengan frekuensi 1 kHz, massa NaCl: 0,08 g dan Cr 2 O 3 : 0,5 g.
0 20 40 60 80 100 120 10 2 10 3 10 4 10 5 PVA-NaCl PVA-NaCl-Cr 2 O 3 Hari Z (  ) 0 20 40 60 80 100 120 140 |Z -Z 0 |/Z 0 (% )
Gambar  11. Perbandingan  stabilitas  impedansi    film PVA-Elektrolit  dengan PVA-elektrolit-Cr 2 O 3 sebagai fungsi umur film. Diukur dengan frekuensi 1 kHz, massa NaCl: 0,08 g dan Cr 2 O 3 : 0,5 g.
Gambar 11 memperlihatkan perbandingan  antara  stabilitas  impedansi    film PVA-NaCl  dengan  film PVA-NaCl-Cr 2 O 3 sebagai fungsi umur film. Impedansi film PVA-NaCl-Cr 2 O 3 cukup stabil hingga hari ke-40, kemudian  menunjukkan  kenaikan  yang  tidak  terlalu  besar,  sedangkan  impedansi film PVA-NaCl cenderung naik hingga hari ke-40 kemudian impedansi menurun dan di atas 70 hari impedansi film naik secara signifikan. Jika  diukur persentase kenaikan  impedansi  dari  impedansi  awal,  maka  pada  film PVA-NaCl-Cr 2 O 3 persentase kenaikan terukur 43 %, sedangkan film PVA-NaCl menunjukkan persentase kenaikan sebesar 125 %. Persentase kenaikan  rata-rata  impedansi  dihitung  dari  impedansi  awal film PVA-NaCl-Cr 2 O 3 adalah  0,42% per  hari, sedangkan pada film PVA-NaCl  sebesar 1,2% per hari. Dari gambar 11 dapat disimpulkan bahwa penambahan Cr 2 O 3 mampu memperbaiki stabilitas impedansi film PVA-elektrolit. Penambahan  Cr 2 O 3 telah  dibuktikan  dapat  memperbaiki  reprodusibilitas  fabrikasi  serta  stabilitas impedansi film PVA-elektrolit.  Hal  ini  diduga  dipengaruhi  oleh  beberapa  hal,  di antaranya  sifat  Cr 2 O 3 yang
merupakan bahan keramik. Kelebihan bahan keramik adalah mempunyai stabilitas mekanik, termal, dan kimia yang  tinggi.  Selain  itu  adanya  butir-butir  Cr 2 O 3 yang  berukuran  kecil  diduga  dapat  mengurangi swelling film PVA saat menyerap uap air.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil karakterisasi dan analisis yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa film PVA-elektrolit menunjukkan reprodusibilitas fabrikasi dan stabilitas impedansi yang kurang baik karena rentang pengukuran  batas  atas  dan  batas  bawah reprodusibilitas  fabrikasi menyimpang  sekitar  satu  orde,  sedangkan persentase perubahan  impedansi  dari  impedansi awal  setelah  103  hari  pada  film PVA-NaCl  mencapai    120%, sedangkan untuk film PVA-KCl  sekitar 80%.
Impedansi  film peka kelembaban  berbasis PVA secara  umum  menurun  dengan  meningkatnya kelembaban  relatif. Sifat sensing film PVA-elektrolit  yang  dimodifikasi  dengan  Cr 2 O 3 tidak  dipengaruhi  oleh konsentrasi  Cr 2 O 3 tetapi  lebih  didominasi  oleh  konsentrasi  elektrolitnya. Hasil  karakterisasi  film PVA  yang dimodifikasi  dengan  Cr 2 O 3 menunjukkan  bahwa  penambahan  Cr 2 O 3 pada  film PVA-elektrolit  mampu memperbaiki  reprodusibilitas  fabrikasi  dan  stabilitas  impedansi. Persentase kenaikan  rata-rata  impedansi dihitung  dari  impedansi  awal film PVA-NaCl-Cr 2 O 3 adalah  0,4  %  per hari, sedangkan  pada  film PVA-NaCl sebesar 1,2% per hari.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Goepel, W.  (Editor),  1992 ,  “ Sensors,  a  Comprehensive  Survey,  Vol.  3  Chemical  and  Biochemical Sensors part II”, Weinheim, Germany: VCH.
[2] Kulwicki, B.M., 1991 , “ Humidity Sensor, ” Journal of the American Ceramic Society, 74(4), 697-708.
[3] Roveti,  K.  D., 2001, “ Choosing  a  Humidity  Sensor: a  Review  of  Three  Technologies, ” Ohmic Instruments Co.
[4] Yang, B., Aksak, B., Qiao, L., Metin, S., 2006, “Compliant and Low-Cost Humidity Nanosensor using Nanoporous Polymer Membranes, “ Sensors & Actuators B, 114, 254-262.
[5] Finch, C.A., 1 992, “ Polyvinyl Alcohol-Development, ” New York: Wiley.
[6] Yang, M.-R., Chen, K.-S., 1998, “Humidity Sensors using Polyvinil Alcohol Mixed with Electrolytes”,
Sensors & actuators B, 49, 240-247.
[7] Anonim, Chapter 2. “ Review of Humidity Sensors ,” http://www4.gu.edu.au:8080/adt- root/uploads/approved/adt-QGU2004131206/public/03chapter_2.pdf, diakses 22 April 2005.
[8] Xu, C.-N., Miyazaki, K., Watanabe, T., 1998, Humidity Sensors using Manganese Oxides, ” Sensors & Actuators B, 46, 87-86.
[9] Chen, Z.,  Lu, C., 2005, “Humidity Sensor:  A Review of  Material and Mechanism”, Sensor  Letter, 3, 274-295.
[10] Varghese, O., Grimes, C., 2003, “Metal Oxide Nanoarchitectures for Environmental Sensing,” Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 3(4), 277-293.
[11] Bai, T. H., 2007, “ Modifikasi  Film  Polivinil  Alkohol  dengan  Elektrolit  Sebagai  Bahan  Sensitif Kelembaban, ” Jakarta: Tesis Pascasarjana UI.
[12] Parvatikar, N., Jain, S., Khasim, S., Revansidappa, M., Bharaskar, S.V., Prasad, A., 2006, “ Electrical and Humidity Sensing Properties of Polyaniline/WO 3 Composites, ” Sensors & Actuators B, 114, 599-603.
[13] Kulkarni, M.,  Viswanath, A.,  Khanna, P.K., 2006, “ Synthesis  and Humidity  Sensing  Properties of Conducting  Poly(N-methyl  aniline) Doped  with Different  Acids, ” Sensors  &  Actuators B, 115, 140-149.