Fabrikasi Dan Karakterisasi Tinta Konduktif Berbasis Nanopartikel Perak Dengan Binder Gum Arabic Untuk Elektroda

Amhari, Nur Aini Nurani (2026) Fabrikasi Dan Karakterisasi Tinta Konduktif Berbasis Nanopartikel Perak Dengan Binder Gum Arabic Untuk Elektroda. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5001221066-Undergraduate_Thesis.docx.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB)

Abstract

Fabrikasi elektroda melalui metode berbasis tinta menawarkan proses pembentukan jalur konduktif yang sederhana dan dapat diterapkan pada substrat dengan karakter permukaan serta sifat mekanik yang berbeda. Penelitian ini bertujuan memfabrikasi tinta konduktif berbasis nanopartikel perak (AgNP) menggunakan gum arabic sebagai binder dan polyvinyl alcohol (PVA) sebagai penstabil, menganalisis pengaruh perlakuan kimia NaCl terhadap sifat listrik dan morfologi lapisan, serta mengevaluasi respons elektroda terhadap deformasi tekuk dan tarikan pita perekat. AgNP disintesis menggunakan metode poliol, kemudian diformulasikan menjadi tinta dengan konsentrasi 400 mg/mL dalam campuran etanol dan air dengan penambahan gum arabic dan PVA masing-masing 5 mg. Tinta dideposisikan secara manual pada substrat kaca, PET, kertas foto, dan kain, kemudian diberi perlakuan kimia pada suhu ruang menggunakan larutan NaCl 50 mM. AgNP dikarakterisasi menggunakan UV–Vis, particle size analyzer (PSA), dan XRD, sedangkan lapisan elektroda dianalisis menggunakan SEM-EDX, pengukuran resistansi dua titik, dan four-point probe. Hasil karakterisasi menunjukkan puncak surface plasmon resonance pada 433 nm, Z-Average sebesar 76,11 nm dengan PDI 0,086, serta struktur kristal perak face-centered cubic dengan ukuran kristalit rata-rata 10,4±3,37nm. Pada substrat kaca, perlakuan NaCl menurunkan resistansi dari 0,50±0,00" Ω " menjadi 0,33±0,06" Ω " . Resistivitas elektroda setelah perlakuan NaCl berada pada rentang 1,37×10^(-5)hingga 1,26×10^(-4) " Ω·m" , dengan nilai terendah pada substrat kaca dan tertinggi pada PET. Hasil SEM pada substrat kaca menunjukkan perubahan dari susunan partikel yang relatif terpisah menjadi agregat yang lebih saling terhubung. Analisis EDX menunjukkan peningkatan fraksi relatif Ag dari 18,74 wt.% menjadi 78,50 wt.%, disertai penurunan fraksi relatif C dan O, sehingga area yang dianalisis setelah perlakuan lebih didominasi oleh Ag. Pada uji tekuk manual, kain menunjukkan pemulihan resistansi paling mendekati kondisi awal, yaitu dari 0,47±0,06" Ω " menjadi 0,53±0,06 "Ω " setelah beban dilepaskan. Lapisan pada kain juga masih bertahan setelah lebih dari 100 tarikan pada uji tarikan pita termodifikasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa formulasi tinta AgNP dengan gum arabic dan PVA mampu membentuk elektroda konduktif pada berbagai substrat, dengan kain menunjukkan respons relatif terbaik terhadap deformasi tekuk dan tarikan pita di antara substrat fleksibel yang diuji.
===================================================================================================================================
Electrode fabrication using ink-based methods provides a simple approach for forming conductive paths on substrates with different surface characteristics and mechanical properties. This study aimed to fabricate a silver nanoparticle (AgNP)-based conductive ink using gum arabic as a binder and polyvinyl alcohol (PVA) as a stabilizer, analyze the effect of NaCl chemical treatment on the electrical properties and morphology of the deposited layers, and evaluate the electrode response to bending deformation and adhesive tape pulling. AgNPs were synthesized using the polyol method and subsequently formulated into an ink at a concentration of 400 mg/mL in an ethanol–water mixture with 5 mg each of gum arabic and PVA. The ink was manually deposited onto glass, PET, photo paper, and fabric substrates, followed by room-temperature chemical treatment using a 50 mM NaCl solution. The AgNPs were characterized using UV–Vis spectroscopy, a particle size analyzer (PSA), and X-ray diffraction (XRD), while the deposited electrode layers were evaluated using SEM-EDX, two-point resistance measurements, and a four-point probe. The characterization results showed a surface plasmon resonance peak at 433 nm, a Z-Average of 76.11 nm with a PDI of 0.086, and a face-centered cubic silver crystal structure with an average crystallite size of 10.4±3.37nm. On the glass substrate, the NaCl treatment reduced the resistance from 0.50±0.00 "Ω " to 0.33±0.06" Ω." The electrode resistivity after NaCl treatment ranged from 1.37×10^(-5)to 1.26×10^(-4) " Ω·m " , with the lowest value obtained on glass and the highest on PET. SEM observations of the glass samples showed a morphological change from relatively separated particles to more interconnected aggregates. EDX analysis showed an increase in the relative Ag fraction from 18.74 wt.% to 78.50 wt.%, accompanied by decreases in the relative C and O fractions, indicating that the analyzed area became more dominated by Ag after treatment. During the manual bending test, the fabric-based electrode exhibited the resistance recovery closest to its initial condition, changing from 0.47±0.06 "Ω " to 0.53±0.06" Ω " after the bending load was released. The conductive layer on fabric also remained attached after more than 100 pulls in the modified tape-pull test. These results demonstrate that the AgNP ink formulation containing gum arabic and PVA can form conductive electrodes on various substrates, with fabric showing the best relative response to bending deformation and tape pulling among the flexible substrates tested.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Tinta konduktif, nanopartikel perak, gum arabic, elektroda, resistansi listrik. ============================================================ Conductive ink, silver nanoparticles, gum arabic, electrodes, electrical resistance.
Subjects:	Q Science Q Science > QC Physics Q Science > QC Physics > QC610.3 Electric conductivity
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Nur Aini Nurani Amhari
Date Deposited:	30 Jul 2026 07:17
Last Modified:	30 Jul 2026 07:17
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/140924

Actions (login required)

View Item