Fabrikasi Silver Nanostructure Array Menggunakan Metode Laser-Assisted Photochemical Reduction sebagai Substrat Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) untuk Deteksi Nanoplastik Polistirena

Reschidananda, Revazaki Jauza (2026) Fabrikasi Silver Nanostructure Array Menggunakan Metode Laser-Assisted Photochemical Reduction sebagai Substrat Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) untuk Deteksi Nanoplastik Polistirena. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007221129-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Peningkatan keberadaan mikroplastik dan nanoplastik di lingkungan telah menjadi perhatian serius karena potensi dampaknya terhadap ekosistem dan kesehatan manusia. SurfaceEnhanced Raman Scattering (SERS) merupakan salah satu teknik analisis yang menjanjikan untuk deteksi nanoplastik karena memiliki sensitivitas tinggi dan kemampuan identifikasi molekul yang spesifik. Penelitian ini bertujuan untuk memfabrikasi silver nanostructure array menggunakan metode laser-assisted photochemical reduction serta mengevaluasi kinerjanya sebagai substrat SERS untuk mendeteksi nanopartikel polistirena (polystyrene, PS). Nanostruktur perak disintesis menggunakan prekursor perak nitrat (AgNO₃) dengan asam askorbat dan natrium sitrat sebagai agen pereduksi. Laser continuous-wave (CW) dengan panjang gelombang 515 nm digunakan untuk menginduksi reduksi fotokimia secara lokal sehingga membentuk pola silver nanostructure array pada substrat kaca. Pengaruh posisi fokus, kedalaman fokus, daya laser, dan waktu penyinaran terhadap morfologi nanostruktur dikarakterisasi menggunakan Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM). Selanjutnya, lapisan emas tipis dideposisikan untuk meningkatkan stabilitas substrat dan performa plasmoniknya. Evaluasi performa SERS dilakukan menggunakan nanopartikel PS berdiameter 100 nm sebagai analit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa parameter fabrikasi memberikan pengaruh yang signifikan terhadap morfologi dan performa SERS nanostruktur brikasi dengan konfigurasi bottom-glass menghasilkan nanostruktur berbentuk sirkular yang relatif seragam, sedangkan konfigurasi top-glass menghasilkan struktur dendritik dengan percabangan dan celah berskala nano yang lebih banyak. Kondisi fabrikasi optimum diperoleh pada konfigurasi top-glass dengan kedalaman fokus sekitar 13 μm, daya laser 4 mW, dan waktu penyinaran 10 s, yang menghasilkan penguatan Raman tertinggi dengan puncak karakteristik PS pada sekitar 998 cm⁻¹. Selain itu, akumulasi nanopartikel PS akibat aliran kapiler selama proses pengeringan meningkatkan lokalisasi analit pada hotspot plasmonik sehingga menghasilkan sinyal Raman yang lebih konsisten. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa metode laser-assisted photochemical reduction merupakan pendekatan yang efektif dan mudah dikendalikan untuk memfabrikasi silver nanostructure array yang berpotensi sebagai substrat SERS untuk deteksi nanoplastik.
=======================================================================================================================================
The increasing presence of microplastics and nanoplastics in the environment has raised significant concerns due to their potential impacts on ecosystems and human health. SurfaceEnhanced Raman Scattering (SERS) has emerged as a promising analytical technique for nanoplastic detection because of its high sensitivity and molecular specificity. This study aims to fabricate silver nanostructure arrays using a laser-assisted photochemical reduction method and evaluate their performance as SERS substrates for detecting polystyrene (PS) nanoparticles. Silver nanostructures were synthesized using silver nitrate (AgNO₃) with ascorbic acid and sodium citrate as reducing agents. A 515 nm continuous-wave laser was employed to induce localized photochemical reduction and fabricate patterned silver nanostructure arrays on a glass substrate. The effects of focal position, focal depth, laser power, and exposure time on nanostructure morphology were characterized using Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM). A thin gold coating was subsequently deposited to improve substrate stability and plasmonic performance. SERS measurements were performed using 100 nm PS nanoparticles as the analyte. The results demonstrate that fabrication parameters strongly influence the morphology and SERS performance of the silver nanostructures. Bottom-glass fabrication mainly produced uniform circular nanostructures, while the top-glass configuration generated dendritic structures with abundant branches and nanoscale junctions. The optimum fabrication condition was obtained using the top-glass configuration with a focal depth of approximately 13 μm, a laser power of 4 mW, and an exposure time of 10 s, producing the strongest Raman enhancement with the characteristic PS peak at approximately 998 cm⁻¹. Furthermore, capillary-driven accumulation of PS nanoparticles within the nanostructure arrays enhanced analyte localization at plasmonic hotspots, resulting in improved Raman signal consistency. These findings demonstrate that laser-assisted photochemical reduction is an effective and controllable approach for fabricating silver nanostructure arrays with promising
potential for SERS-based nanoplastic detection.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS), laser-assisted photochemical reduction, silver nanostructure array, nanopartikel polistirena, deteksi nanoplastik, polystyrene nanoparticles, nanoplastic detection
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC451 Spectroscopy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Revazaki Jauza Reschidananda
Date Deposited:	30 Jul 2026 05:20
Last Modified:	30 Jul 2026 05:20
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/140433

Actions (login required)

View Item