Brian Yuliarto
Salah satu permasalahan besar yang sedang dihadapi oleh seluruh bangsa di dunia adalah kerusakan lingkungan yang semakin parah. Kerusakan lingkungan akibat eksploitasi lingkungan secara besar-besaran maupun industrialisasi mengakibatkan lingkungan udara yang semakin tidak sehat. Lingkungan udara yang menjadi tulang punggung kehidupan manusia makin hari makin mengalami pengotoran yang berasal dari berbagai kendaraan bermotor maupun yang ditimbulkan oleh polusi dari emisi industri. Berbagai pertemuan internasional maupun nasional, para peneliti serta pembuat kebijakan sepakat untuk bersama-sama menghentikan peningkatan polusi mengingat kondisi lingkungan yang semakin kritis. Sensor udara sebagai alat deteksi untuk mengukur kadar komposisi udara lingkungan perlu dipasang di berbagai wilayah sehingga secara dini dapat dilakukan deteksi terhadap kadar udara. Kondisi ini akan membuat perlunya penguasaan teknologi sensor di Indonesia. Besarnya wilayah Indonesia dan pesatnya pertumbuhan penduduk, industri serta peningkatan kendaraan bermotor yang tinggi menuntut perlunya pengendalian yang efektif terhadap kesehatan lingkungan udara. Mitigasi bencana polusi udara perlu didukung dengan pengembangan teknologi sensor udara di Indonesia. Sayangnya hingga saat ini belum ada alat sensor udara yang difabrikasi di Indonesia. Karenanya, sensor kesehatan udara dan berbagai jenis sensor lainnya merupakan kebutuhan yang mendesak dalam rangka mendukung program pemerintah di bidang kesehatan lingkungan dan mitigasi bencana yang terkait dengan perubahan iklim ini. Pada penelitian ini akan dipelajari sintesis, karakterisasi dan aplikasi material nanokomposit grafena dan semikonduktor oksida logam sebagai bahan pembuatan sensor untuk mendeteksi gas karbon monoksida yang dihasilkan oleh industri dan kendaraan bermotor. Pada tahap awal akan dilakukan sintesis dengan metode sederhana dalam pembuatan grafena. Pemanfaatan material maju grafena dan semikonduktor oksida logam merupakan yang pertama dikembangkan di Indonesia dan di dunia internasional juga belum terlalu banyak. Studi dan identifikasi driving force pada proses sintesis tersebut akan dilakukan dengan menggunakan teknik reduksi oksida grafena. Grafena dan semikonduktor oksida logam merupakan material dengan struktur nano yang sangat unik dan memiliki karakteristik elektrik yang sangat berpotensi dijadikan sebagai sensor gas. Hasil akhir deposisi material maju ini kemudian akan disusun menjadi suatu divais sensor dengan menggunakan substrat alumina. Divais sensor yang dihasilkan akan dilakukan uji performansi sensor terhadap gas karbon monoksida yang kemudian akan dianalisis sensitivitas dan waktu respon dari sensor tersebut. Penelitian ini sesungguhnya merupakan kelanjutan dari beberapa penelitian yang telah dilakukan oleh Laboratorium Material Fungsional Baru, Kelompok Keahlian Teknik Fisika. Beberapa lapisan tipis semikonduktor seperti ZnO, TiO2, SnO2 berstruktur nano telah dikembangkan dengan metode penumbuhan kristal. Lapisan tipis berstruktur nano yang telah berhasil disintesis akan dikembangkan sebagai sensor udara. Beberapa publikasi telah berhasil dikeluarkan dari penelitian ini [1,3-25]. Penelitian ini akan melakukan studi pengaruh modifikasi material tersebut pada performansi sensor. Diharapkan penelitian ini akan meningkatkan kemampuan KK Teknik Fisika FTI yang berkolaborasi dengan KK Fisika Material Elektronik FMIPA untuk mengembangkan nanomaterial serta aplikasinya dalam teknologi sensor. Divais sensor berbasis grafena dan semikonduktor oksida logam serta peralatan karakterisasi sensor yang akan dikembangkan akan menjadi aset yang sangat penting bagi ITB untuk pengembangan lebih jauh teknologi sensor serta pemantauan kondisi lingkungan udara di Indonesia. Penelitian yang pertama dan original ini diharapkan mampu menghasilkan publikasi ilmiah di berbagai jurnal terkemuka dunia.