Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Modifikasi pada morfologi TiO2 diperlukan untuk meningkatkan kinerjanya dalam aktifitas fotokatalitik. Dalam perkembangannya, dikenal istilah TiO2 Nanotube Arrays (TNTAs), yaitu lapisan tipis TiO2 yang memiliki luas permukaan besar serta saluran satu dimensi (one dimensionalchannel). Fabrikasi TiO2 secara anodisasi merupakan jalur preparasi yang dipilih karena kemampuannya untuk membentuk oksida anodik yang selforganized dalam bentuk struktur nanotube dengan barisan vertikal yang hampir sempurna. Elektrolit yang memiliki viskositas tinggi biasa digunakan dalam proses anodisasi, yaitu elektrolit organik seperti Etilen Glikol, yang dapat mengontrol laju difusi sehingga membentuk TiO2 nanotube yang lebih rapih dan terorganisir. Akan tetapi, penggunaan elektrolit organik masih memiliki kekurangan, yaitu dalam hal harganyayang tergolong mahal dan kurang ramah lingkungan. Penggunaan elektrolit berbasis air dengan Natrium Karboksimetil Selulosa (Na-CMC) sebagai aditif yang mampumeningkatkan nilai viskositas untuk mengontrol laju difusi, selama proses anodisasi, menjadi fokus kajian yang dilaporkan dalam penelitian ini. Efek viskositas pada pengontrolan laju difusi dimanfaatkan dalam preparasi TiO2 untuk mendapatkan morfologi nanotubes array (TNTAs). Selain viskositas, nilai pH larutan elektrolit berbasis air juga diinvestigasi pengaruhnya terhadap morfologi film TiO2 yang dihasilkan. Selama proses anodisasi diamati dengan seksama dinamika perubahan arus anodisasi pada berbagai kondisi elektrolit (variasi pH). Profile kurva arus terhadap waktuselama proses anodisasi dievaluasi untuk mengetahui proses pertumbuhan nanotube bedasarkan masing–masing waktu dan nilai pH. Film TNTAs yang dihasilkan dikarakterisasi dengan SEM, XRD, FTIR, UV-DRS, dan sel foto elektrokimia. Berdasarkan hasil karakterisasi (SEM) morfologi film TiO2 yang dihasilkan, yaitu nilai diameter tabung, ketebalan dinding tabung, panjang tabung, dan porositas memiliki kaitan erat dengan kondisi elektrolit dan profile arus vs waktu anodisasi memberi petunjuk indikatif kuat atas tahapan pembentukan morfologi TiO2 Nanotubes Array.Modifications of TiO2 morphology are required to improve its photocatalytic activity. TiO2 having Nanotube Arrays (TNTAs) morphology is well known as a thin layer of TiO2which has a large surface area and having one-dimensional channel featrure. One of the method to prepare TNTAs is an anodization process, because of its ability to form selforganized anodic oxides in the form of nanotube structures, with nearly perfect vertical lines. Electrolytes with high viscosity are commonly used in the anodizing process to control diffusion rate, where usually organic electrolyte such as Ethylene Glycol is used. However, the use of organic electrolytes has a drwaback, namely involving a relatively expensive electrolyte media and less environmentally friendly. The use of water electrolytes with Sodium Carboxymethyl Cellulose (Na-CMC) as an additive that can increase the viscosity value, hence controlling the diffusion rate, can be considered as one of the best alternative, thus challenging for further investigation. In addition the pHvalues of the electrolyte media might also play a key role to produced a highly ordered TNTAs. This reported research deal with investigation on the effect of electrolyte conditions and anodization time to the morphological features of prepared TNAs. In doingso, the profile of anodization current dynamic along the anodization time will be observed and analyzed carefully, and the produced TNTAs film will be characterized by SEM,XRD, FT-IR, UV-DRS, and electrochemical work station. The results showed that there were strong indication that the anodization profile (I vs time curve) well correlated to the growing stage of the TNTAs, in term of nucleation, porous formation, which is leading to controillable morphological feature of the TNTAs (e.g. tube diameter, tube’s wall thickness, and tube’s length)."

"Semikonduktor TiO2 mulai dikembangkan menjadi beberapa bentuk morfologi skala nano, salah satu bentuk morfologinya yaitu bentuk TiO2 nanotube. Metode yang paling mudah dilakukan dalam sintesis TiO2 nanotube adalah dengan cara anodisasi menggunakan larutan elektrolit tertentu. Untuk menyempurnakan sintesis TiO2 nanotube, digunakan larutan elektrolit berviskositas tinggi agar mampu menahan laju disolusi dalam sintesis TiO2 nanotube. Natrium alginat merupakan salah satu zat pengental yang diekstrak dari ganggang coklat dan diharapkan mampu menahan laju difusi elektrolit pada sintesis TiO2 nanotube sehingga mampu menghasilkan TiO2 nanotube yang sangat teratur dengan ketinggian tabung yang cukup. Pada penelitian ini, mula-mula dilakukan penentuan viskositas natrium alginat dengan berbagai konsentrasi menggunakan viskometer ostwald. Kemudian, dilakukan anodisasi pada plat titanium dengan variasi konsentrasi natrium alginat, variasi konsentrasi NH4F, serta variasi pH elektrolit. Hasil karakterisasi SEM menunjukkan bahwa penambahan konsentrasi natrium alginat dan NH4F dalam larutan elektrolit dapat meningkatkan tinggi, diameter, serta kerapihan dari nanotube yang terbentuk. Namun penambahan konsentrasi NH4F yang lebih tinggi serta kondisi pH elektrolit yang lebih rendah justru membuat morfologi TiO2 nanotube semakin tidak beraturan atau bahkan tidak terbentuk. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh morfologi TiO2 nanotube terbaik dengan menggunakan konsentrasi elektrolit natrium alginat dan NH4F masing-masing sebesar 0,30 % dengan media elektrolit pada pH 4.

---

TiO2 semiconductor has been developed in some nanoscale forms, one of those is TiO2 nanotube. The simplest way to synthesize TiO2 nanotube is anodization process using certain electrolyte solution. High-viscosity electrolyte solution can be used to control the dissolution rate in TiO2 nanotube synthesis. Sodium alginate is one of the thickening agent extracted from brown algae and hopefully it can control the dissolution rate in electrolyte solution in TiO2 nanotube synthesis, so the Highly-ordered TiO2 nanotube can be formed with sufficient nanotube length. In this research, first the determination of sodium alginate viscosity with viscometer Ostwald must be conducted. Then, titanium foil is anodized with concentration variation of NH4F and sodium alginate, also with the pH variation of electrolyte solution. Based on characterization using SEM, the addition of NH4F and sodium alginate in electrolyte solution can increase the length, diameter and organization of nanotube which formed. But the addition of higher NH4F concentration and electrolyte acidity causes TiO2 nanotube morphology more collapsed and not organized, moreover it cant be formed. Based in this research, TiO2 nanotube with the best morphology is obtained with using NH4F and sodium alginate concentration in 0,30 % each, in an electrolyte solution with pH 4."

"Pembuatan TiO2 nanotube telah berhasil dilakukan. TiO2 nanotube dihasilkan dari proses anodisasi plat Ti dalam larutan elektrolit garam flourida dalam etilen glikol. Proses anodisasi dilakukan dengan menggunakan potensial 40 V selama 1 jam. TiO2 nanotube yang terbentuk kemudian didispersikan dalam larutan hidrogen peroksida, sehingga membentuk koloid TiO2. Penggunaan koloid TiO2 salah satunya adalah untuk melapisi TiO2 pada permukaan bahan agar memiliki kemampuan self cleaning. Pelapisan TiO2 pada kain dan kaca telah berhasil dilakukan. Pelapisan TiO2 pada kain diperlukan penambahan spacer kimia dan perendaman kain dalam koloid TiO2. Pada pelapisan permukaan kaca dengan TiO2 dilakukan dengan cara penetesan koloid TiO2 pada permukaan kaca. Permukaan bahan yang telah dilapisi TiO2 dikarakterisasi dengan menggunakan SEM, UV-Vis DRS, FTIR, dan Contact Angle Meter. Setelah terlapisi dengan TiO2 permukaan kain kaca diuji kemampuan self cleaning dengan menggunakan zat warna Rhodamin B. Telah didapatkan hasil pengujian aktivitas fotokatalis dari kain dan kaca yang telah terlapisi TiO2 dengan menggunakan iluminasi sinar matahari dan sinar UV. Kain yang telah terlapis TiO2 dapat mendegradasi zat warna sebesar 60,67% dengan iluminasi sinar UV selama 100 menit dan sebesar 75,63 % dengan iluminasi sinar matahari selama 180 menit. Kaca yang telah terlapis TiO2 dapat mendegradasi zat warna sebesar 53,01% dengan iluminasi sinar UV selama 60 menit, tidak terdeteksi pada 80 dan 100 menit dan sebesar 39,65% dengan iluminasi sinar matahari selama 20 menit, tidak terdeteksi pada 40, 60, 80 dan 100 menit.

---

Preparation of TiO2 nanotubes have been successfully carried out. The TiO2 nanotubes were produced by anodizing Ti plate in proper electrolyte solution. Anodizing process is performed by using a potential of 40 V for 1 hour. The formed TiO2 nanotubes were then dispersed in the water containing hydrogen peroxide, to obtain TiO2 colloidal. The water base colloidal of TiO2 then was applied to prepare a cloth/fabric and glass those have a self cleaning property. TiO2 coating on the fabric required the addition of a chemical spacer and soaking fabrics in TiO2 suspension.

While surface coating of the glass with TiO2 done by dripping of glass surface in the colloidal of TiO2. The materials those have been coated with TiO2 the were characterized by using SEM, UV-Vis DRS, FTIR, and Contact Angle Meter. In addition the TiO2 coated glass fabric was tested its self-cleaning ability by using Rhodamine B dyes, under illumination of sunlight and UV rays.

The test result of cloth/fabric which has been coated TiO2 showed that under UV light illumination for 100 minutes, it can degrade the dye by 60,67%, while under with sunlight illumination for 180 minutes can degrade up 75,63%. For the glass that has been coated with TiO2, the test showed that, under illumination of UV light for 60 minutes, it can degrade 53,01% of the dye, not detected for 80 and 100 minutes and under illumination of the sunlight for 20 minutes can degrade 39,65% of the dyes, not detected for 40,60,80 and 100 minutes."

"TiO2 merupakan fotokatalis yang telah banyak digunakan sebagai pendegradasi bahan pencemar organik, seperti zat warna. Fotokatalis TiO2 mempunyai nilai energi celah yang sebanding dengan panjang gelombang sinar UV, sehingga fotokatalis ini hanya aktif bila disinari dengan sinar UV dan kurang responsif bila disinari pada panjang gelombang sinar tampak. Dekorasi logam secara fotodeposisi pada permukaan TiO2 dengan memanfaatkan peristiwa Surface Plasmon Resonance (SPR) akan mengaktifkan fotokatalis pada daerah sinar tampak. Absorbsi plasmon logam aktif pada daerah sinar tampak, sehingga bila dikombinasikan dengan TiO2 akan menghasilkan fotokatalis yang dapat digunakan pada daerah sinar tampak. Pada penelitian ini dilakukan preparasi TiO2 nanotube yang didekorasi dengan bimetalik Ag-Cu nanopartikel secara fotodeposisi menggunakan iradiasi sinar UV. TiO2 nanotube dipreparasi menggunakan metode anodisasi secara elektrokimia dilanjutkan dengan kalsinasi selama 3 jam pada suhu 500ºC. Dekorasi logam pada permukaan TiO2 nanotube secara fotodeposisi menggunakan iradiasi sinar UV dilakukan dengan variasi waktu deposisi untuk mendapatkan waktu deposisi terbaik ke permukaan fotokatalis. Ag-Cu/TiO2 yang terbentuk dikarakterisasi menggunakan DRS UV-VIS, FTIR, XRD, FESEM, EDS, dan LSV. Kemudian dilakukan uji fotokatalitik pada daerah sinar tampak dan UV, menunjukkan fotokatalis aktif pada kedua daerah tersebut. Uji fotokatalitik dilakukan dengan melihat penurunan konsentrasi larutan uji yaitu zat warna congo red.

---

TiO2 is a photocatalyst that has been used for degradation of organic pollutants such as dyes substance. TiO2 photocatalyst has a band gap energy value that equal to UV light`s wavelength. So this photocatalyst is only active in UV light region and less responsive in visible light region. Metal, as nano particle, decoration on TiO2 surface may induce a Surface Plasmon Resonace (SPR) phenomenon and activate the photocatalyst in visible light region. The SPR of metal may active in visible light region, so if we combined metal and TiO2, will eventually create photocatalyst that can be used in visible light region. In this research, TiO2 nanotube were prepared and decorated with bimetallic Ag-Cu nanoparticles, which was prepared by photodeposition method using UV light irradiation. TiO2 nanotube were prepared by anodization method using and followed by calcinations for 3 hours at 500ºC. Metal`s decoration with photodeposition method on TiO2 nanotube surface were prepared by using UV light irradiation at various deposition time to obtain the best deposition time on photocatalyst surface. Ag-Cu/TiO2 photocatalyst were characterized by using DRS UV-VIS, FTIR, XRD, FESEM, EDS, and LSV. Afterward, the prepared photocatalyts were tested under visible light region and UV light region, it showed that the photocatalyst are active in both region."

"Titanium adalah salah satu material yang paling populer untuk digunakan sebagai material implan karena memiliki sifat biokompatibilitas yang baik karena adanya lapisan oksida tipis di permukaannya yang secara spontan terbentuk, dimana lapisan oksida ini menyebabkan Titanium menjadi pasif sehingga tidak mengalami korosi saat diaplikasikan menjadi material implan. Namun material Titanium ini tergolong sebagai material bio-inert, sehingga masih kurang mendukung dalam pertumbuhan dan perkembangan tulang (osseointegrasi) jika dibandingkan dengan material yang tergolong sebagai bio-active. Salah satu cara untuk meningkatkan biokompatibilitas dari Titanium adalah dengan mengasarkan permukaan, karena berdasarkan studi yang telah dilakukan sel cenderung lebih dapat menempel dan berkembang pada material dengan topografi permukaan yang lebih kasar. Anodisasi adalah salah satu cara yang efektif dan mudah untuk meningkatkan kekasaran permukaan Titanium, sekaligus memproduksi lapisan warna yang dapat digunakan untuk identifikasi material implan. Sehingga pada penelitian ini akan dilakukan anodisasi pada Ti-6Al-4V untuk menghasilkan lapisan warna sekaligus mengevaluasi pengaruh parameter yang diaplikasikan terhadap kekasaran permukaan serta biokompatibilitasnya. Anodisasi dilakukan dalam elektrolit H₃PO₄ dengan konsentrasi 0.5 M dan 1 M menggunakan tegangan 30, 70, dan 120 V untuk mengevaluasi kekasaran permukaan serta efeknya dalam meningkatkan biokompatibilitas Ti-6Al-4V. Selain itu juga dihasilkan Ti-6Al-4V hasil anodisasi pada tegangan 10 hingga 90 V untuk mengetahui pengaruh tegangan terhadap warna yang dihasilkan. Hasil dari anodisasi ini dievaluasi secara makro, mikro menggunakan SEM, komposisi lapisan oksida yang dihasilkan menggunakan EDS, kekasaran permukaannya menggunakan Accretech Surfcom 2900SD3, dan ketahanan goresnya menggunakan scriber yang kemudian diamati dengan mikroskop optik. Hasil yang didapatkan menunjukan kenaikan kekasaran permukaan pada Ti-6Al-4V yang telah dianodisasi, dimana dengan meningkatnya tegangan dan konsentrasi elektrolit yang diaplikasikan maka kekasarannya juga meningkat.. Lalu hasil EDS juga menunjukan adanya inkorporasi ion Fosfor dalam lapisan oksida. Mekanisme terkait hasil yang didapatkan dan pengaruhnya terhadap biokompatibilitas akan lebih lanjut dijelaskan dalam hasil penelitian ini.

---

Titanium is one of the most popular materials to be used as implant material because it has good biocompatibility due to the presence of a thin oxide layer that spontaneously forms on its surface, this oxide layer causes Titanium to become passive so it does not corrode when being applied as implant material. But Titanium is only classified as a bio-inert material and still less capable in supporting bone growth and its development (osseointegration) when compared to bio-active material. One way to improve the biocompatibility of Titanium is to roughen its surface, because based on studies that have been carried out cells tend to be more adhere and develop in materials with a more rough surface topography. Anodization is one of the effective and easy ways to increase surface roughness of Titanium, while producing a colour oxide film that can be used to identify implant material. Thus, this study will carried out anodization of Ti-6Al-4V to produce a color oxide film while evaluating the effect of parameters applied to its surface roughness and biocompatibility. Anodization was carried out in H₃PO₄ electrolytes with concentrations of 0.5 M and 1 M using voltages of 30, 70 and 120 V to evaluate surface roughness and its effect in increasing Ti-6Al-4V biocompatibility. Besides that, this study also anodized Ti-6Al-4V at 10 to 90 V to find out the effect of voltage on the color produced. The results of this investigation were evaluated by macro-image, SEM, EDS, Accretech Surfcom 2900SD3, and its scratch resistance using scriber made out of carbide. The results obtained show an increase in surface roughness in anodised Ti-6Al-4V, where as the voltage and electrolyte concentration increase, the surface roughness also increases. Then, the EDS results also show the presence of incorporation of Phosphorus ions in the oxide layer produced by anodization. The mechanism related to the results obtained and its effect on biocompatibility will be further explained in the results of this study."

"ABSTRAKKelemahan material implan Ti-6Al-4V adalah bersifat ­bio-inert, sehingga tidak mendukung reaksi jaringan/sel tubuh dengan implan. Penelitian ini bertujuan meningkatkan tendensi pelekatan sel osteoblas pada permukaan implan Ti-6Al-4V melalui modifikasi biokompatibilitas dengan meningkatkan kekasaran permukaan sehingga sel di sekitar implan berkembang. Menggunakan metode anodisasi maka dapat mendukung pula tujuan coloring implan guna memudahkan identifikasi implan ketika pemasangan. Sebelum anodisasi, sampel dipreparasi hingga permukaanya mirror like dan bersih dari kotoran lemak. Anodisasi menggunakan elektrolit H₂SO₄ 0.5 M dan 1 M, pada variasi tegangan 30 V, 50 V, dan 70 V selama 5 menit. Pengaruh tegangan dan konsentrasi elektrolit terhadap kekasaran permukaan diidentifikasi melalui pengujian Surfcom, pengamatan morfologi dan karakterisasi unsur di permukaan dan cross section lapisan TiO₂ dengan SEM-EDS, dan kekuatan penempelan lapisan oksida diuji dengan uji ketahanan gores dan diamati dengan OM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi tegangan maka lapisan oksida warna semakin tebal dengan kekasaran permukaan dan ketahanan gores yang lebih tinggi, sehingga hasilnya menunjukkan bahwa kekerasan lapisan oksida meningkat. Fitur kekasaran permukaan didapatkan dari tekstur berupa lembah dan puncak dengan adanya mikropori TiO₂ yang terbentuk karena reaksi evolusi oksigen dan inkorporasi ion sulfat dari elektrolit, sehingga biokompatibilitas implan meningkat dengan mekanisme mechanical interlocking antara implan dengan jaringan/sel osteoblas.

---

ABSTRACT

Ti-6Al-4V implants are bio-inert, it doesnt support tissues or cells reaction with implants. This study was aimed to increase the tendency of attaching osteoblasts to the surface of implants through biocompatibility modification by increased surface roughness, also to get colored implants to facilitate identification of implants when the implants going to be installed, by anodization method. The sample was prepared until had mirror-like surfaces and cleaned from dirt. Anodization used 0.5 M and 1 M H₂SO₄ electrolytes, 30 V, 50 V, and 70 V for 5 minutes. The effect of voltage and electrolyte concentration on surface roughness was identified through Surfcom, morphological and elemental characterization with SEM-EDS, and the attachment strength of the oxide layer tested by scratch resistance test and observed with OM. The results indicated that the higher the voltage, the color oxide layer gets thicker with higher surface roughness and scratch resistance, so those results indicated that the oxide layers hardness increased. Surface roughness features was obtained by texture of valleys and peaks with TiO₂ micropores caused by oxygen evolution reactions and incorporation of sulfate ions from electrolytes, so that implants biocompatibility can be increased by mechanical interlocking mechanism between implants and osteoblast bone cells / tissue."