SINTESIS LAPISAN HYDROPHOBIC NANOKOMPOSIT MANGAN OKSIDA/POLYSTYRENE (MnO 2 /PS) UNTUK APLIKASI SELF CLEANING
Tia Adriany Putri *) , Ratnawulan, dan Ramli Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Padang Jalan Prof. Dr. Hamka Air Tawar, Padang 25131
*) tiaadriany40@gmail.com

## ABSTRACT
The ability of a self-cleaning surface is widely used as a surface coating such as glass, buildings, textiles,  ceramics,  and  so  on.  This  mechanism  is  called  self-cleaning.  The  self-cleaning  mechanism  of  the hydrophobic substrate surface is based on the effect of the lotus leaf. The surface of the substrate with a lotus leaf  effect  makes  the  impurities  accumulated  on  the  surface  of  the  substrate  fall  due  to  water  repulsion.  The purpose  of this  research is  to investigate  the  synthesis  of  hydrophobic coating  of  MnO2 /  PS  nanocomposites which is expected to be utilized as a surface self-cleaning application. The result of this research is the synthesis of hydrophobic coating of MnO2 / PS nanocomposites shows a large change of contact angle. Where the contact angle increased during the temperature of 25-300 º C, then decreased to 400 ºC.
Keywords : Hydrophobic, contact angle, nanocomposite, polystyrene(PS) ,mangan oxide(MnO 2 ).

## PENDAHULUAN
Di  alam  terdapat  tumbuhan  yang  memiliki sifat  anti  air.  Tumbuhan  tersebut  adalah  teratai (lotus),  tumbuhan  ini  memiliki  sifat  sangat  anti  air ( superhydrofobic) yang  mempunyai  sudut  kontak lebih  besar  dari  150 o ,  dimana  air  yang  jatuh berbentuk bola dan menggelinding. Ahli botani yang mempelajari  fenomena  ini  menemukan  bahwa  daun teratai  memiliki  mekanisme  pembersihan  diri  secara alami. Struktur mikroskopik dan kimia permukaannya  menyebabkan  dedaunan  teratai  tidak pernah  dapat  basah,  malah  butir-butiran  air  akan menggumpal  pada  permukaan  daun,  mengambil lumpur,  serangga  dan  bahan-bahan  pengotor  lainnya bersamanya.  Fenomena  ini  dikenal  sebagai efek lotus [1] .
Baru-baru  ini,  permukaan  superhydrophobik dengan  Contact  Angle  (CA)  lebih  besar  dari  150° yang  terinspirasi  oleh  daun  teratai  telah  menarik banyak perhatian peneliti. Metode fabrikasi permukaan superhydrophobik yang diperoleh melalui , modifikasi  struktur  hirarki  mikro  dan/atau nano  pada  suatu  substrat  atau  dengan modifikasi struktur  permukaan  dengan  material  yang  memiliki energi  permukaan  rendah. Energi  permukaan  yang rendah  akan  menurunkan wettability (kebasahan) permukaan  padatan  sehingga  akan  dihasilkan permukaan  dengan  sifat  hidrofobik.  Selain  itu, semakin  kasar  morfologi  permukaan  juga  dapat menyebabkan  kenaikan  hidrofobisitas  permukaan material tersebut [2] . Dalam pengaplikasiannya, nanopartikel mangan  oksida  memiliki  kelebihan dibandingkan oksida  mangan  biasa    Karena  material  berukuran nanometer  memiliki  sifat  yang  kaya  karena menghasilkan  sifat  yang  tidak  dimiliki  oleh material berukuran  besar.  Sejumlah  sifat  tersebut  dapat
diubah-ubah  melalui  pengontrolan  ukuran  material, pengaturan komposisi kimiawi, modifikasi permukaan dan pengontrolan interaksi antar partikel. Berbagai  cara  dilakukan  untuk  memodifikasi material-material  tersebut  untuk  mempermudah pekerjaan  manusia,  salah  satunya  dengan  teknologi rekayasa  permukaan  yang  tidak  perlu  dibersihkan dalam  penggunaannya  atau  lebih  dikenal  dengan material yang mempunyai sifat self cleaning [3] . Self  cleaning adalah  kemampuan  suatu permukaan yang dapat membersihkan dirinya sendiri. Mekanisme  self  cleaning  dari  permukaan  substrat yang  bersifat  hidrofobik  didasarkan  pada  efek  lotus. Sifat  hidrofobik  memanfaatkan  perpaduan  antara sifat  permukaan  dengan  kekasaran  ( roughness ), semakin kasar morfologi permukaan dapat menyebabkan  kenaikan  hidrofobisitas  permukaan material tersebut [4] .
Fenomena  self  cleaning  dapat  diamati  pada kemampuan  daun  lotus  dalam  membersihkan  diri dari  kotoran  dan  debu.  Teknologi  self  cleaning banyak  dimanfaatkan  sebagai  pelapis  permukaan seperti  kaca,  bangunan,  tekstil,  keramik,  dan sebagainya.  Teknologi  self  cleaning  mempermudah perawatan sehingga biayanya jadi lebih murah. Salah satu  contoh  aplikasi  self  cleaning  dapat  dilihat  pada gambar dibawah ini. [5]
Gambar 1. Kaca spion, atas: tidak dilapisi lapisan nano self-cleaning, bawah: dilapisi lapisan nano self- cleaning, dan uji coba kaca jendela bangunan [5] .
Gambar  1  merupakan  contoh  dari  aplikasi  self cleaning,  terlihat  bahwa  kaca  yang  tidak  dilapisi dengan lapisan nano self-cleaning terdapat bercak air hujan yang menempel pada kaca (kaca mengembun), sedangkan  kaca  yang  dilapisi  dengan  TiO 2 bersih tanpa  adanya  bercak  air  hujan,  hal  ini  dikarenakan sifat hydrophobic yang dimilikinya. Hydrophobic dapat  diartikan  sebagai  sifat takut  air  atau  anti  air.  Suatu  permukaan  dikatakan bersifat hydrophobic jika  memiliki  sudut  kontak besar  90 0 .  Suatu  permukaan  dapat  dikatakan  bersifat hydrophobic jika  memiliki  karakteristik  tertentu.
Karakteristik  permukaan  yang  bersifat hydrophobic diantaranya  memiliki  sifat  anti  basah,  senantiasa terlihat  bersih,  memiliki  sudut  kontak  besar  dari 90 0[6] .  Bhusan  (2009)  juga  menyimpulkan  bahwa sifat hydrophobic dipengaruhi  oleh  faktor  kekasaran permukaan dan sudut kontak.
Terdapat tiga model yang mampu menjelaskan  analisa  kebasahan  suatu  material,  yaitu Model  Young,  Model  Wenzel,  dan  Model  Cassie- Baxter.  Tingkat  kebasahan  pada  suatu  material sangatlah  kompleks  karena  dipengaruhi  oleh  faktor kekasaran dan sifat kimianya, sehingga sudut kontak tidak  bisa  diasumsikan  dengan  model  Young  yang mengasumsikan  air  menetes  pada  permukaan  yang halus dan datar secara sempurna, seperti Gambar 2 [7] .
Gambar 2. Ilustrasi model Young [8]
Model  Young  dapat  dilihat  pada  persamaan  (1) sebagai berikut:
cos 𝜃 = (𝛾 𝑆𝑉 − 𝛾 𝑆𝐿 ) 𝛾 𝐿𝑉 (1)
Wenzel  memperkenalkan  persamaan  untuk menjelaskan hubungan sudut kontak pada permukaan kasar homogen.  Besarnya  area  kontak  akan  semakin berkurang  seiring  dengan  bertambah  kasarnya permukaan,  Gambar  3  Memperlihatkan  keadaan  ini [9] .
Besar  area  kontak  akan  semakin  berkurang seiring  dengan  bertambah  kasarnya  permukaan  dan sudut  kontak  akan  bertambah.  Namun,  hal  ini bergantung  pada  sifat  asli  permukaan  itu  sendiri. Pada  permukaan hydrophobic ,  kekasaran  permukaan akan  mengakibatkan  bertambah  besarnya  sudut kontak,  sehingga  permukaan  akan  semakin  menolak air. Sedangkan pada permukaan hydrophilic , penambahan  kekasaran  hanya  akan  menyebabkan sudut  kontak  semakin  menurun  dan  permukaan semakin mudah menyerap air [10] .
Gambar 3. Ilustrasi model Wenzel [8]
Persamaan  model  Wenzel  dapat  dilihat  pada persamaan (2) berikut:
Cosθ = R f Cos θ 0 (2)
dengan  R f = 𝐴𝑆𝐿 𝐴𝐹 dimana  A SL adalah  area  kontak antara  padatan  (solid)  dan  cairan  (liquit).  R f
merupakan  faktor  kekasaran  bidang  dan  A F adalah proyeksi area pada bidang datar. Salah satu ciri khas dari model Wenzel adalah asumsi hydrophobic yang disebabkan  adanya  kekasaran,  sehingga persamaan untuk  sudut  kontak  pada  permukaan  kasar  model Wenzel, didapati faktor r “rasio kekasaran”.
Pada permodelan Cassie-Baxter sering disebut dengan  model  kantung  udara  dan  memiliki  tingkat kebasahan yang heterogen. Keadaan ini menjelaskan adanya  udara  yang  terjebak  pada  saat  air  diteteskan ke  permukaan  (terlihat  pada  Gambar  8).Cassie- Baxter  menjelaskan  hubungan  sudut  kontak  dengan permukaan  kasar  heterogen,  seperti  hal  permukaan daun  teratai.  Pada  permukaan  kasar  heterogen, terdapat  dua  fraksi  permukaan.  Pertama  dengan fraksi area f1 dan sudut kontak θ1 dan yang lainnya f2 dan θ1, dimana fraksi total, f1+f2=1 [11] .
Gambar 4. Ilustrasi model Cassie-Baxter [8]
Untuk  permukaan  kasar  heterogen  atau  permukaan komposit  seperti  Gambar  4,  yang  terdiri  dari  fraksi solid - liquid (f1=f SL ,  θ1=  θ0)  dan  fraksi liquid - air (f2=f LA , θ1=-1). Persamaan Cassie-Baxter
diungkapkan oleh persamaan berikut [11] :
Cos θ = R f f SL Cosθ 0 – 1 + f SL (3)
atau Cos θ = R f Cosθ 0 - f LA (R f Cos θ 0 +1) (4)
dimana  R f merupakan  faktor  kekasaran  bidang,  f LA merupakan fraksi liquid-air dan f SL merupakan solid - liquid .
Suhu  pemanasan  berpengaruh  terhadap  sudut kontak  hidrofobik.  Semakin  tinggi  suhu  yang digunakan maka semakin besar sudut kontaknya dan kemampuan  permukaan  menahan  air  akan  semakin meningkat.  Ini  disebabkan  saat  proses  pemanasan berlangsung  terjadi  penggabungan  tonjolan-tonjolan partikel  melalui  peningkatan  ikatan  antar  partikel yang berdekatan pada saat suhu meningkat [7] . Hal inilah yang membuat permukaan menjadi hidrofobik  atau  tahan  air.  Partikel  primer  diawali dengan  adanya  interaksi  elektrostatik  antar  molekul dan  terbentuk  dalam  orde  nano.  Ketika  suhu  tinggi, partikel-partikel  tersebut  cederung  beraglomerasi menjadi  partikel  sekunder.  Partikel-partikel  tersebut kemudian  meng- cluster menjadi  orde  yang  lebih besar dalam ukuran mikro.
Variasi temperatur digunakan untuk mengetahui pengaruh distribusi ukuran partikel yang dihasilkan  yaitu  semakin  tinggi  temperatur,  maka semakin besar pula ukuran partikel. Ukuran ditribusi partikel  yang kecil  akan  memberikan  pengaruh  pada kekasaran  yang  besar.  Sehingga  akan  ada  sedikit interaksi  antara  padatan  dengan  cairan  dan  semakin besar  interaksi  antara  cairan  dengan  udara.  Keadaan ini  mempengaruhi  tingkat  hidrofobisitas  permukaan dimana  kekasaran  yang  tinggi  akan  membuat  sudut kontak semakin besar. Sebaliknya, tingkat kekasaran yang  rendah  akan  menyebabkan  sudut  kontak  yang terbentuk semakin kecil [6] .
Paper  ini  menjelaskan tentang  pengaruh  suhu pemanasan  terhadap  sudut  kontak  nanokomposit MnO 2 /PS  untuk  aplikasi  self  cleaning.  Informasi  ini penting  untuk  aplikasi  kehidupan  sehari-hari  karena dalam  kehidupan  sehari-hari  permukaan  hidrofobik ini  dapat  dimanfaatkan  pada  benda-benda  yang berada  di  luar  ruangan,  karena  mekanismenya  akan dibantu  oleh  adanya  air  hujan.  Air  hujan  akan menempel  pada  permukaan  benda  yang  bersifat hidrofobik  dan  membentuk  spheris.  Hal  ini mengakibatkan  pengotor  yang  menempel  pada permukaan benda akan menempel pada air hujan dan akan  tergulung  bersama  dengan  air  hujan  sehingga permukaan  benda  menjadi  bersih.  Pemanfaatan  sifat hidrofobik  ini  dapat  menghemat  biaya  perawatan benda  dan  penggunaan  pembersih  seperti  deterjen yang dapat mencemari lingkungan [12] .

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  jenis  penelitian eksperimen.  Penelitian  ini  dilakukan  dari  bulan Januari-Mei  2018  di  Laboratorium  Fisika  Material dan  Biofisika  Jurusan  Fisika  dan Laboratorium Kimia  FMIPA  Universitas  Negeri  Padang.  Pada penelitian  ini,  alat  yang  digunakan  adalah  gelas beker,  gelas  ukur,  magnetic  stirrer,  furnace,  kaca ukuran 1 x 1 cm, kamera DSLR, lampu, suntik, tisu, Spin  Coating , High  Energy  Milling  Ellipse  3D (HEM-E  3D),  Scanning  Electron  Microscop  (SEM). Sedangkan  bahan  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian ini adalah serbuk mangan yang diperoleh dari Nagari Kiawai  Kecamatan  Gunung  Tuleh  Kabupaten Pasaman  Barat  pada  suhu  26 ° C,  Tetrahyrofuran (THF), dan Polystyrene (PS). Bentuk serbuk mangan, THF, dan PS  diperlihatkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Serbuk Mangan (MnO 2 )
Serbuk  mangan  yang  digunakan  berwarna hitam.  Serbuk  ini  di- milling menggunakan  HEM-E 3D  selama  16  jam.  Tahap  selanjutnya  adalah pembuatan lapisan hidrophobik nanokomposit Mangan Oksida/Polystyrene (MnO 2 /PS) dengan 0,1 g polystyrene (PS) dilarutkan dalam 10 mL tetrahidrofuran (THF) diaduk dengan magnetik stirrer hingga homogen. Selanjutnya nanopartikel MnO 2 0,4 g  dicampur  dengan larutan  PS.  Campuran  kemudian diaduk  selama  60  menit  dengan  magnetik  stirrer. Selanjutnya larutan
nanokomposit Mangan Oksida/Polystyrene (MnO 2 /PS) diteteskan diatas kaca yang  akan  menjalani  proses  spin  coating  selama  60 detik  dengan  kecepatan  putar  50  rpm.  Lapisan nanokomposit Mangan
Oksida/Polystyrene (MnO 2 /PS)  yang  telah  terbentuk,  selanjutnya  di furnace  dengan  variasi  suhu  25°C,  60°C,  100°C, 140°C,  180°C,  200°C,  300°C  dan  400°C  selama  60 menit.  Selanjutnya  kedelapan  sampel  yang  telah dikeringkan tadi diuji sudut kontaknya.
Pengukuran  sudut  kontak  dilakukan  dengan meneteskan  air  pada  permukaan  sampel  dengan gambar diambil dengan kamera DSLR. Pada metode ini  sudut  kontak  ditentukan  menggunakan  Software ImageJ  untuk  menghindari  kesalahan  paralaks  saat pengukuran.  Pembuatan  rangkaian  alat  memfoto sudut kontak dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian Alat Memfoto Sudut Kontak
Gambar  7.  Memperlihatkan  rangkaian  alat untuk  memfoto  sudut  kontak,  dimana  kardus dilobangi  antara  depan  dan  belakang,  lalu  lobang kardus  di  bagian  belakang  diberi  tisu  untuk menghalangi  cahaya  langsung  ke  sampel.  Kamera DSLR, sampel, dan lampu ditempatkan sejajar untuk mendapatkan hasil foto sudut kontak. Cara memotret foto  sudut  kontak  dengan  meneteskan  air  pada permukaan sampel, setelah itu hasil tetesan air pada
permukaan  sampel  dipotret  untuk  melihat  apakah permukaan  sampel  tersebut  bersifat  hidrofobik  atau tidak.  Metode  yang  digunakan  untuk  pengukuran adalah  mengamati  profile  dari  droplet  pada permukaan  sampel  dan  mengukur  secara  2  dimensi sudut yang terbentuk.
Gambar 7. Tampilan software imageJ
sudut  kontak  ditarik  garis  yang  membentuk  sudut antara  fluida  dengan  permukaan  sampel  terlebih dahulu  dengan  memilih  “angle  tool”  pada  tampilan Gambar  7  yang  berfungsi  untuk  mengukur  sudut pada droplet.
Gambar 8. Mengukur sudut pada droplet menggunakan ImageJ
Lalu  tarik  garis  berwarna  kuning  seperti  pada Gambar 8 sehingga membentuk sudut pada droplet.
Gambar 9. Tampilan untuk mengukur nilai sudut
pada ImageJ
Untuk  mengetahui  nilai  sudut  maka  pilih  “ Analyze ” lalu pilih “ Measure ” seperti pada Gambar 9.
Gambar 10. Tampilan hasil pengukuran menggunakan ImageJ
Lalu  akan  muncul  tampilan  seperti  pada Gambar  10  setelah  melakukan  beberapa  kali pengukuran.  Lalu  hasil  tersebut  dicari  rata-ratanya. Pengukuran  tersebut  dapat  dilakukan  berkali-kali agar mendapatkan nilai yang pasti dan sering muncul untuk mengurangi error akibat penglihatan manusia.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pengujian  sudut  kontak  dilakukan  dengan variasi  suhu  25 ° C,  60 ° C,  100 ° C,  140 ° C,  180 ° C, 200 ° C,  300 ° C  dan  400 ° C.  Pengukuran  sudut  kontak ini penting dilakukan untuk mengetahui lapisan pada suhu    berapa  yang  lebih  bersifat hydrophobic . Permukaan yang bersifat hydrophobic memiliki sudut kontak  besar  dari  90 0[11] .  Sesuai  dengan  kesimpulan penelitian  Bhusan  yang  menyimpulkan  bahwa  sifat hydrophobic dipengaruhi  oleh  faktor  kekasaran  dan sudut kontak yang dihasilkan.
Besarnya sudut kontak yang dihasilkan pada suhu  25 ° C,  60 ° C,  100 ° C,  140 ° C,  180 ° C,  200 ° C, 300 ° C dan 400 ° C dapat dilihat pada Gambar 11-19. Sifat  hidrofobik  suatu  permukaan  dapat  dilihat dari  parameter  pengujian  sudut  kontak  air.  Setelah didapatkan nilai sudut kontak dari air yang diteteskan di  atas  lapisan  komposit  PS/MnO2,  maka  dilakukan pengamatan  sudut  kontak  pada  lapisan  yang  diberi perlakuan panas. Pemberian variasi suhu 25°C, 60°C, 100°C,  140°C,  180°C,  200°C,  300°C  dan  400°C masing-masing  selama  30  menit  memperlihatkan adanya perubahan besar sudut kontak.
Ukuran  sudut  kontak  pada  sampel  cenderung naik setiap penambahan suhu pemanasan. Pada suhu 60°C sudut kontak yang terbentuk adalah 102° tidak terlihat  perubahan  yang  signifikan  dari  sudut  kontak lapisan  yang  tidak  diberi  perlakuan  panas  (suhu 25°C),  yaitu  100°.  Pada  suhu  100°C,  140°C  dan 180°C  perubahan  sudut  kontak,  hanya  sebesar  5°, yaitu  sebesar  109°,  114°  dan  119°.  Saat  lapisan dipanaskan  pada  suhu  200°C,  perubahan  sudut kontak  mencapai  130°.  Sedangkan  sampel  yang diberi  perlakuan  panas  pada  suhu  300°C  mencapai sudut kontak yang tinggi, yaitu 140°.
Sudut Kontak Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 20.045 23.757 21.901 19.208 19.784 19.496 18.02 17.592 17.806 19.921 18.728 19.3245 20.98 20.996 20.988 Rata-rata 19.9031
Gambar 11. Foto sudut kontak pada kaca tanpa lapisan nanokomposit MnO 2 /PS dan table perhitungan besar sudut kontak
Sudut Kontak
Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 101.499  100.151 100.825 99.964 98.319 99.1415 99.955 99.217 99.586 101.237  100.896 101.0665 100.431 99.137 99.784 Rata-rata 100.0806
Gambar 12. Foto sudut kontak pada suhu 25 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
Sudut Kontak Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 103.016  103.023 103.0195 101.234  101.503 101.3685 100.531  101.049 100.79 101.583  101.395 101.489 103.464  102.139 102.8015 Rata-rata 101.8937 Gambar 13. Foto sudut kontak pada suhu 60 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
Sudut Kontak
Hasil Pengukuran Hasil perhitungan θ kiri θ kanan θ 107.136  111.701 109.4185 110.098  109.654 109.876 111.493  109.496 110.4945 110.515  111.448 110.9815 110.138  109.344 109.741 Rata-rata 110.1023
Gambar 14. Foto sudut kontak pada suhu 100 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
Sudut Kontak Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 116.186  113.488 114.837 114.797  117.474 116.1355 115.066  116.565 115.8155 114.251  115.278 114.7645 115.629  114.029 114.829 Rata-rata 115.2763
Gambar 15. Foto sudut kontak pada suhu 140 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
Sudut Kontak
Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 118.207  117.211 117.709 120.319  119.418 119.8685 119.644  120.727 120.1855 121.004 118.56 119.782 120.89 119.025 119.9575 rata-rata= 119.5005
Gambar 16. Foto sudut kontak pada suhu 180 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
.
Sudut Kontak
Hasil Pengukuran
Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 131.987 130.101 131.044 131.091 129.472 130.2815 131.679 130.506 131.0925 131.186 129.629 130.4075 130.941 131.295 131.118 rata-rata= 130.7887
Sudut Kontak
Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan θ kiri θ kanan θ 140.064  141.603 140.8335 142.331  140.194 141.2625 138.289  140.974 139.6315 140.896  138.715 139.8055 140.001  139.154 139.5775 rata-rata= 140.2221
Gambar 18. Foto sudut kontak pada suhu 300 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
Hasil pengukuran
θ kiri (°) θ kanan (°) 0 0 0 0
Gambar 19. Foto sudut kontak pada suhu 400 ° C dan table perhitungan besar sudut kontak
Hal  ini  terjadi  karena  adanya  tingkat  kekasaran yang  tinggi.  Namun  pada  suhu  400°C,  permukaan menjadi  hidrophilik  karena  melelehnya  matriks  PS yang  menyebabkan  nanopartikel  MnO 2 naik  ke permukaan  dan  volume  udara  yang  terperangkap dalam  struktur  nano  menurun  yang  menyebabkan penurunan  sudut  kontak. Sifat  fisik  permukaan akan mempengaruhi  sifat hidrofobik  material,  bahan  yang dilapisi  oleh  material  berukuran  nano  dapat  bersifat hidrofobik  bahkan  superhidrofobik,  hal  ini  karena material berukuran nano mempunyai luas permukaan yang  lebih  besar  dibandingkan  dengan  material berukuran bulk [3] .
Variasi  suhu  terhadap  morfologi  lapisan hidrofobik  sangat  berpengaruh  terhadap  distribusi ukuran  partikel,  dimana  semakin  kecil  ukuran distribusi  partikel  maka  akan  memberikan  pengaruh pada  kekasaran  yang  besar.  Namun  dengan  ukuran distribusi partikel yang besar maka akan memperkecil luas permukaan spesifik (luas permukaan  per  satuan  massa).  Kekasaran  yang
sedikit  ini  yang  akan  menghasilkan  interaksi  yang besar  terhadap  air.  Sehingga  permukaan  akan cenderung  terbasahi  karena  air  tidak  dalam  keadaan setimbang.
Gambar 20. Perbedaan bentuk morfologi nanokomposit MnO 2 /PS pada setiap variasi suhu pemanasan dengan perbesaran 25000X. (a) sebelum pemanasan (25 o C), (b) 100 o C, (c) 200 o C, (d) 300 o C dan (e) 400 o C
Morfologi  hasil  pengujian  SEM  pada permukaan  dengan filler mangan  kalsinasi  25°C, 100°C, 200°C, 100°C, dan 400°C. dimana pada suhu tersebut ukuran distribusi partikel rata-ratanya adalah 467,25 nm, 444,6 nm, 472,5 nm, 418,5 nm, dan 480 nm.  Adanya  variasi  temperatur  dalam  penelitian  ini dapat  diketahui  pengaruh  distribusi  ukuran  partikel yang  dihasilkan  yaitu  semakin  tinggi  temperatur, maka  semakin  besar  pula  ukuran  partikel.  Ukuran ditribusi  partikel  yang  kecil  akan  memberikan pengaruh pada kekasaran yang besar. Sehingga akan ada  sedikit  interaksi  antara  padatan  dengan  cairan dan  semakin  besar  interaksi  antara  cairan  dengan udara.  Hal  ini  sesuai  dengan  model  Cassie.  Pada penelitian ini diketahui lapisan dengan mangan hasil kalsinasi  300°C  memiliki  sudut  kontak  air  yang paling tinggi yaitu 140°.
Terdapat  banyak  tonjolan  yang  membuat setiap  partikel  memiliki  kekasaran  tinggi.  Tonjolan- tonjolan  tersebut  merupakan  partikel  MnO 2 dengan orde  nano  yang  beraglomerasi.  Struktur  lapisan nanokomposit MnO 2 /PS ini berpengaruh pada tingkat hidrofobisitas.  Karena  pada  saat  air  diteteskan  ke permukaan  substrat,  udara  terjebak  di  tengah-tengah kekasaran  tersebut.  Sehingga  sesuai  dengan  model Cassie-Baxter, semakin kecil luas permukaan partikel
yang  berinteraksi  dengan  air  menyebabkan  sudut kontak  yang  terbentuk  semakin  besar.  Hal  inilah yang menyebabkan permukaan menjadi hydrophobic atau anti air [7] .

## KESIMPULAN
Pemberian  waktu milling yang  diberikan menghasilkan  reduksi  ukuran  partikel  sampel dan menghasilkan  distribusi  ukuran  partikel  yang semakin  kecil  serta  munculnya  fasa  baru  seiring meningkatnya waktu penggilingan. Lapisan nanokomposit  MnO 2 /PS  yang  terdeposisi  pada substrat  kaca  sudah  bersifat  hidrofobik  ditandai dengan  ukuran  sudut  kontak  melebihi  90 o .  Pada material  nanokomposit  hidrofobik MnO 2 /PS  setelah mengalami  pemanasan  antara  25-400ºC  dapat disimpulkan:
a. Sudut  kontak  mengalami  kenaikan  pada  saat temperatur  25-300ºC,  kemudian  mengalami penurunan pada saat temperatur 400 ºC.
b. Sudut  kontak  tertinggi  didapatkan  pada  suhu 300ºC  sebesar  140º  ( hydrophobic )  dan  terendah pada saat suhu 400ºC sebesar 0º ( hydrophilic ).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Kemristekdikti  yang  telah  mendanai  penelitian  ini melalui Proyek Penelitian Hibah Pascasarjana Nomor kontrak  1613/UN35.2/PG/2017,  analis  laboratorium jurusan  fisika  dan  kimia  Universitas  Negeri  Padang, analis  laboratorium  SEM  Universitas  Kristen Indonesia,  dan  semua  pihak  yang  telah  membantu penulis dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Maulidya,  D.,  2012,  Pengaruh  Temperatur Terhadap  Morfologi  Lapisan  Hidrofobik  TiO2 pada  Substrat  Kaca  yang  Ditumbuhkan  dengan Metode Dip Coating, Skripsi S-1 Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Medan, Medan.
[2] Xu,  Xianghui,  Zhaozhu  Zhang,  Fang  Guo,  Jin Yang, Xiaotao Zhu. Xiaoyan Zhou, Qunji Xuel. 2012. Fabrication Of Bionic Superhydrophobic Manganese  Oxide/Polystyrene  Nanocomposite Coating. Journal  of  Bionic  Engineering  9 (2012) 11-17
[3] Abdullah,  Mikrajuddin.  2008.  “Sintesis  Nano material .”  Jurnal  Nanosains  dan  Teknologi Vol.  1  No.  2.  Himpunan  Riset  Material Indonesia.
[4] Wang,  G.,  Yang,  J.  and  Shi,  Q.,  2011, Preparation  of  Transparent  Ultrahydrophobic Silica  Film  by  Sol-Gel  Process, Journal Coating Technology Research, 8, 53-60.
[5] Swagata  Banerjee,  Dionysios  D.Dionysiou, Suresh  C.Pillai,  Self-cleaning  applications  of TiO2  by  photo-induced  hydrophilicity  and
photocatalysis, Applied Catalysis B,
Environmental
http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.03.058
[6] Feng,  Lin,dkk.  2002. Super  –  Hydrophobic Surfaces  From  Natural  to  Artifical . Advanced Materials ,Vol 14, No. 24, Desember 2002 .
[7] Irawati, A, F,. dan Zainuri, M,. 2016. Pengaruh Temperatur  Perlakuan  Panas  Pada  Lapisan Hydrophobic  Komposit  PDMS/SiO 2 dengan Fasa Silika Kristobalit. JURNAL  SAINS DAN SENI  ITS  Vol.  5,  No.1,  (2016)  2337-3520 (2301-928X Print)
[8] Wenten I G, Nurul F Himma, Sofiatun Anisah, Nicholaus Prasetya. 2014.
Membran superhidropobik,  pembuatan,  karakterisasi  dan aplikasi. Bandung: ITB
[9] Gusrita,  Dahlia.,  Ratnawulan,  dan  Gusnedi, 2014,  Pengaruh  Viskositas  Fluida  Terhadap Sifat Hydrophobic dari  berbagai   macam  daun, PILLAR  OF  PHYSICS,  VOL.  1.  APRIL  2014, 09-16
[10] Latthe, Sanjay Subhash. 2012. Recent Progress in  Preparation  of  Superhydrophobic  Surfaces .
Jsemat, Journal of Surface Engineered
Materials  and  Advanced  Technology , 2,  Hlm.
76-94, April 2012 .
[11] Bhusan,  Bharat,  dkk.  2009. Micro-,  nano-  and hierarchica  structures  for  superhydrophobicity, self-cleaning and low adhesion. Journal of Phil. Trans. Royal Society R. Soc. A (2009) 367.
[12] Sas,  L,  Gorga,  R.  E.,  Joines,  J.A.,  2012, Literature  Review  on  Superhydrophobic  Self- Cleaning Surface Produced  by Electrospinning, Journal of Polymer Science, 1-22