Teknik Immobilisasi Lapisan Reduce Graphene Oxide (rGO) Pada Quartz Crystal Microbalance Untuk Deteksi Volatile Organic Compounds (VOC)

Susilo, Dody (2019) Teknik Immobilisasi Lapisan Reduce Graphene Oxide (rGO) Pada Quartz Crystal Microbalance Untuk Deteksi Volatile Organic Compounds (VOC). Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111750040008_Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (2MB)

Abstract

Quartz Crystal Microbalance (QCM) adalah salah satu bahan piezoelektrik yang umum untuk aplikasi sensor dalam fase gas atau cair. Dengan melumpuhkan lapisan tipis bio-elemen pada permukaan QCM, dimungkinkan untuk mengembangkan biosensor yang cocok untuk banyak aplikasi. Interaksi antara bio-elemen dan material asosiasinya dari deposit material ke permukaan QCM dan ubah frekuensi QCM. Untuk meningkatkan kualitas biosensor, bahan biokompatibel seperti Reduced Graphene Oxide (rGO) harus disimpan terlebih dahulu. Makalah ini mengembangkan teknik sederhana yang melumpuhkan bahan rGO pada permukaan QCM. Larutan rGO disiapkan dan kemudian disemprotkan ke permukaan QCM. Setelah proses pengeringan, karakteristik frekuensi QCM diukur. Untuk proses pengukuran, penghitung frekuensi berbasis FPGA 24-bit dengan resolusi 1 Hz telah dirancang. Pengujian karakterisasi intensitas menggunakan PSA adalah ukuran partikel 570,6 nm sedangkan karakterisasi volume adalah ukuran partikel 655,4 nm. Karakterisasi QCM menunjukkan bahwa pelapisan 15 detik dan 25 detik dapat digunakan sebagai dasar (platform) untuk pengembangan biosensor. Karena masing – masing menghasilkan pergeseran frekuensi sebesar 128 Hz dan 204 Hz. Pada pengujian QCM yang dilapisi rGO untuk salah satu jenis VOC yaitu Aseton menghasilkan pergeseran frekuensi sebesar 39 Hz. Waktu yang diperlukan adalah sebesar 90 detik sedangkan untuk kembali ke keadaan tanpa Aseton adalah 70 detik. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa metode pelapisan yang diusulkan cocok untuk imobilisasi unsur biologis.
==================================================================================================================================
Quartz Crystal Microbalance (QCM) is a piezoelectric device widely used as a sensing platform for both gas- and liquid-phase applications. By immobilizing a thin layer of biological material on the QCM surface, a biosensor suitable for various applications can be developed. Interactions between the immobilized biological element and its target analyte alter the mass deposited on the QCM surface, resulting in a measurable frequency shift. To improve biosensor performance, a biocompatible material such as Reduced Graphene Oxide (rGO) was first deposited onto the QCM surface. This study proposes a simple technique for immobilizing rGO on QCM by spraying an rGO solution onto the crystal surface, followed by a drying process. The frequency characteristics of the coated QCM were then measured using a 24-bit FPGA-based frequency counter with a resolution of 1 Hz. Particle Size Analyzer (PSA) characterization showed particle sizes of 570.6 nm based on intensity distribution and 655.4 nm based on volume distribution. QCM characterization demonstrated that coating durations of 15 and 25 seconds are suitable as platforms for biosensor development, producing frequency shifts of 128 Hz and 204 Hz, respectively. In gas sensing experiments using acetone as a representative volatile organic compound (VOC), the rGO-coated QCM exhibited a frequency shift of 39 Hz. The response time was 90 seconds, while recovery to the baseline state after acetone removal required 70 seconds. These results indicate that the proposed coating method is effective for immobilizing biological elements and provides a promising platform for QCM-based biosensor development.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Biosensor, FPGA, Frequency Counter, rGO, QCM
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA1573 Detectors. Sensors T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7871.674 Detectors. Sensors
Divisions:	Faculty of Electrical Technology > Electrical Engineering > 20101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Mr Dody Susilo
Date Deposited:	05 Aug 2026 07:49
Last Modified:	05 Aug 2026 07:49
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/68022

Actions (login required)

View Item