MUHAMMAD RIVAI, 090214927 D (2006) IDENTIFIKASI JENIS UAP PELARUT ORGANIK BERDASARKAN PERUBAHAN FREKUENSI RESONANSI KRISTAL SiO2 TERLAPIS POLIMER MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN. Disertasi thesis, UNIVERSITAS AIRLANGGA.

Preview	Text (ABSTRAK) gdlhub-gdl-s3-2007-rivaimuham-3459-dism04-k.pdf Download (576kB) | Preview
Preview	Text (FULL TEXT) 32838.pdf Download (2MB) | Preview

Abstract

Pelarut organik seperti kloroform, etanol, dan aseton telah digunakan secara luas di rumah tangga maupun industri. Pada suhu ruangan, pelarut tersebut mudah teruapkan sehingga dapat mendatangkan bahaya bagi kesehatan, lingkungan dan kebakaran. Untuk itu sangatlah penting untuk membuat suatu sistem sensor yang dapat mengukur konsentrasi dan menentukan jenis uap pelarut organik yang terdeteksi. Pendekatan konvensional terhadap sensor uap adalah dengan menggunakan perancangan gembok dan kunci , sehingga reseptor spesifik yang dibuat sangat selektif dan kuat untuk mengikat jenis uap yang dikehendaki. Tetapi jenis pendekatan ini memerlukan sensor yang khusus untuk tiap-tiap jenis uap yang dideteksi. Sebuah strategi yang sedang muncul saat ini melibatkan penggunaan deret (array) sensor yang diilhami dari sistim penciuman biologi yang reseptor penciumannya tidak berselektif tinggi terhadap jenis uap tertentu. Sebuah reseptor menanggapi banyak jenis uap dan banyak reseptor menanggapi uap tertentu. Pala metoda ini, identifikasi jenis uap tidak dapat diselesaikan dari tanggapan sebuah elemen sensor saja. Sebuah pola tanggapan yang berbeda hasil sekumpulan elemen sensor dalam deret sensor dapat menghasilkan sebuah sidik jari atau ciri yang khas sehingga uap dapat diklasifikasikan. Pada saat ini, para peneliti sedang menggunakan deret sensor polimer yang mempunyai nilai kepolaran berbeda dikombinasikan aengan bahan konduksi maupun semikonduksi untuk meniru sistim penciuman. Penyerapan uap ke polimer akan mengakibatkan pembengkakan secara fisik material dan akan mengakibatkan kerapatan elektron dapat berubah pads rantai polimernya. Bahan kristal SiO2 telah lama digunakan pada peralatan elektronika sebagai pengatur frekuensi. Saat tegangan osilasi diterapkan pads frekuensi yang mendekati frekuensi resonansinya, sebuah rangkaian osilator yang stabil akan dihasilkan. Penambahan massa pada permukaannya dapat merubah frekuensi resonansinya. Perubahan frekuensi tersebut sebanding dengan kuadrat frekuensi resonansi dan massa per luasan permukaan kristal. Pada disertasi ini, frekuensi resonansi suatu deret kristal SiO2 terlapis polimer telah dikarakterisasi pads perubahan ketebalan polimer, suhu, kelembaban, konsentrasi uap, dan jenis uap pelarut organik. Kristal yang digunakan merupakan potongan-AT dengan frekuensi resonansi dasar 10 MHz. Bahan polimer yang digunakan mempunyai polaritas yang berbeda berdasar pada ketetapan McReynoldnya, yaitu DMPS, (D+F)MPS, PEG-1540, dan PEG-6000. Sebelas jenis uap pelarut organik dan empat uap campuran dipaparkan untuk mengetahui sensitivitas dan selektivitas deret sensor tersebut. Hasil-hasil eksperimen meliputi: Ketebalan lapisan polimer mempengaruhi kestabilan frekuensi resonansi kristal SiO2. Semakin tebal lapisan polimer, semakin sensitif perubahan frekuensi resonansinya terhadap uap, tetapi semakin tidak stabil bahkan dapat mematikan mekanisme osilasi. Ketebalan lapisan polimer di bawah 1 µm mempunyai flukt»asi frekuensi kurang dari 10 ppm. Lapisan polimer dapat memperbesar koefisien suhu dan kelembaban frekuensi resonansi kristal SiO2. Kristal SiO2 terlapis polimer ini mempunyai koefisien suhu - 1,78 ppm/°C dan koefisien kelembaban -0,45 ppml% atau di bawahnya. Pengaruh konsentrasi uap terhadap frekuensi resonansi kristal SiO2 terlapis polimer pada kisaran frekuensi di bawah 500 Hz merupakan fungsi linier dengan rerata faktor diterminasi R2 adalah 0,98. Pola perubahan frekuensi resonansi ternormalisasinya tidak bergantung pada konsentrasi uap, sehingga dapat digunakan sebagai penentu jenis uap tersebut. Nilai ambang pendeteksian uap berkisar antara 78 ppm dan 47 ppth. Setiap jenis uap dapat memberikan gambaran yang khas berupa pola perubahan frekuensi resonansi ternormalisasi yang dikarenakan koefisien partisinya yang berbeda terhadap masing-masing polimer. Polimer non-polar cenderung berinteraksi secara kuat dengan uap pelarut organik non-polar dan sebaliknya. Namun nilai kepolaran bukanlah satu-satunya faktor yang menentukan koefisien partisi antara uap dan polimer. Pola yang dihasilkan oleh uap campuran merupakan rerata masing¬masing pola uap penyusunnya. Jaringan Saraf Tiruan dapat dilatih untuk mengenal semua jenis uap yang telah diujikan dalam eksperimen ini yang menggunakan algoritma propagasi balik dengan taraf kesalahan identifikasi terbesar adalah 6,8 %. Selama dua bulan pengukuran, pola perubahan frekuensi ternormalisasi kristal SiO2 terlapis polimer pada paparan semua jenis uap yang diujikan mempunyai rerata taraf reliabilitas 0,99. Kesimpulan penelitian ini adalah bahwa deret kristal SiO2 terlapis polimer dapat digunakan sebagai sebuah sensor uap pelarut organik yang digambarkan dengan pola perubahan frekuensi resonansinya. Jenis sensor ini dapat digunakan untuk menentukan jenis uap pada berbagai bidang aplikasi meliputi kedokteran, lingkungan, dan keamanan. Sensor ini dapat juga digunakan untuk mengukur koefisien partisi antara polimer dengan uap yang berdasar pada perubahan frekuensi resonansi kristal SiO2 terlapis polimer.

Actions (login required)

View Item