Post on 27-Oct-2015
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM :
PHI-SPRAY: SPRAY ANTI AIR MULTIFUNGSI YANG EFEKTIF,
EFISIEN, DAN PRAKTIS BERBAHAN DASAR CHITOSAN YANG
RAMAH LINGKUNGAN
BIDANG KEGIATAN :
PKM KARSA CIPTA
Diusulkan oleh :
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK
2013
Muhammad Waliyyulhaq 1106065546 2011
Abdurrahman Hawary 1106050802 2011
Muhammad Roslan Abdul Gani 1106019110 2011
ii
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Kegiatan : Phi-Spray: Spray anti air
multifungsi yang efektif, efisien,
dan praktis berbahan dasar
chitosan yang ramah lingkungan.
2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-P ( ) PKM-M
(√ ) PKM-KC ( ) PKM-K
( ) PKM-T
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Muhammad Waliyyulhaq
b. NIM : 1106065546
c. Jurusan : Fisika
d. Universitas/Institut/Politeknik : Universitas Indonesia
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Karet Pasar No. 16
Setiabud/085775258330
f. Alamat email : mhaqiw@outlook.com
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Muhammad Hikam
b. NIDN : 0028056010
c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : 081806739500
6. Biaya Kegiatan Total : Rp 4.525.000,00
a. Dikti : Rp 4.525.000,00
b. Sumber lain (sebutkan . . . ) : -
7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4 Bulan
Depok, 24 Juni 2013
Menyetujui
Ketua Departemen Fisika
Dr. Santoso Soekirno
NIP. 196104041986031002
Ketua Pelaksana Kegiatan
Muhammad Waliyyulhaq
NPM. 1106065546
Direktur Kemahasiswaan Universitas
Indonesia
(Arman Nefi, S.H., M.M.)
NIP. 0508050277
Dosen Pendamping
(Dr. Muhammad Hikam)
NIP. 196005281982021001
iii
DAFTAR ISI
A. Lembar Judul……………………………………………………………….
B. Halaman Pengesahan………………………………………………….……
C. Daftar Isi…………………………………….……………………………..
D. Judul……………………………………………………………………….
E. Latar Belakang……………………………………………….……………
F. Perumusan Masalah…………………………………………….………….
G. Tujuan……………………………………………………………………..
H. Luaran yang Diharapkan……………………………………………………
I. Kegunaan Program …………………………………………………..…….
J. Tinjauan Pustaka …………………………………………………………..
K. Metode Pelaksanaan………………………………………………………..
L. Jadwal Kegiatan…………………………………………………………….
M. Rancangan Biaya……………………………………………………………
N. Daftar Pustaka ……………………………………………………………..
O. Lampiran………………………………………………………..………….
P. Biodata Ketua dan Anggota Kelompok ……………………………………
Q. Biodata Dosen Pendamping ……………………………………..………...
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1………………………………………………………………….
Gambar 1.2………………………………………………………………….
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1…..……………………………….……………………………….
i
ii
iii
1
1
2
2
2
3
3
5
6
6
7
8
8
9
3
5
4
1
A. Judul Program
Phi-Spray: Spray anti air multifungsi yang efektif, efisien, dan praktis
berbahan dasar chitosan yang ramah lingkungan.
B. Latar Belakang Masalah
Indonesia, Negara yang terkenal dengan julukannya sebagai paru-paru
dunia. Terletak di sekitar garis khatulistiwa, Indonesia memiliki dua musim
yaitu musim kemarau dan musim penghujan. Indonesia sebagai negara tropis
memiliki keuntungan yaitu memiliki keanekaragaman flora dan fauna, serta
sumber daya alam yang sangat melimpah. Menjadi negara yang kaya akan
flora, fauna, budaya, dsb, Indonesia adalah salah satu negara yang menjadi
tempat pariwisata yang banyak dikunjungi turis, baik turis lokal maupun
internasional. Di Indonesia pola curah hujan sangat bervariasi berdasarkan
letak geografis, topografi, dsb. Curah hujan di Indonesia tidak sama tiap
tahunnya. Ada yang tinggi sepanjang tahun dan begitu juga sebaliknya.
Sulitnya memprediksi musim di Indonesia diakibatkan karena Indonesia
berada di Daerah Konvergensi Antar Topik. Ada tiga jenis pola hujan di
Indonesia yaitu; Pola Monsoon (adanya perbedaan yang jelas antar musim),
Pola Equatorial (memiliki dua puncak musim hujan/bimodial Oktober-
Maret), Pola Hujan Lokal (memiliki satu puncak musim hujan/unimodial).
Ketika curah hujan di Indonesia sangat tinggi, hal ini menyebabkan
banyak aktifitas warga terganggu. Warga memilih untuk tetap berada di
rumah ketimbang melakukan pekerjaan di luar. Banyak kendala ketika curah
hujan tinggi, jalan tertutup genangan air, penglihatan pengendara terganggu,
pakaian basah, dsb. Aktifitas di dalam rumah memang lebih praktis
dibandingkan aktifitas di luar ketika hujan. Warga merasa lebih nyaman
daripada harus basah terkena hujan. Akan tetapi, berbagai solusi muncul
untuk mereka yang ingin beraktifitas di luar rumah ketika hujan. Payung, jas
hujan, dsb menjadi alat bantu manusia untuk melindungi dirinya dari pakaian
atau tubuh yang basah akibat terguyur hujan. Kini telah banyak ukuran-
ukuran payung dan jas hujan, metode penggunaannya juga semakin praktis
dan portable.
Akan tetapi dalam sebuah solusi masih ada sebuah kekurangan-
kekurangan yang menyebabkan sebuah permasalahan baru. Payung dan jas
hujan sangat praktis untuk dibawa pengguna. Mudah dalam penyimpanan,
tidak berat, dan bahkan banyak model-model/jenis-jenis yang menarik.
Kepraktisan ini bisa kita sematkan pada solusi payung dan jas hujan ketika
sebelum penggunaan. Ketika payung dan jas hujan usai digunakan, timbul
masalah baru yaitu payung dan jas hujan tidak langsung mengering. Payung
dan jas hujan memang melindungi pengguna dari basahnya pakaian atau
tubuh yang terkena air hujan, akan tetapi para pengguna merasa tidak praktis
ketika membawa payung atau jas hujan ketika usai digunakan karena berada
dalam kondisi basah. Membutuhkan waktu yang lama untuk mengeringkan
sekitar 5-10 menit membuat payung atau jas hujan ini menimbulkan
permasalahan baru. Payung dan jas hujan sendiri hanya melindungi bagian
yang terjangkau oleh payung dan jas hujan itu sendiri, tetapi ada bagian-
bagian tertentu yang tidak bisa dijangkau seperti bagian bawah (sepatu,
2
sandal, dsb). Jadi payung dan jas hujan bukan merupakan solusi yang utama
dalam memproteksi tubuh atau pakaian ketika hujan.
Di sisi lain, pada era globalisasi ini, manusia tidak lepas dengan
perangkat elektroknik. Perangkat elektronik ini sedikit banyak membantu
kehidupan manusia, contohnya perangkat telekomunikasi. Masyarakat
Indonesia saat ini banyak yang telah menggunakan perangkat telekomunikasi
contohnya handphone. Mulai dari yang biasa saja hingga yang canggih dan
mahal sekalipun. Konsumsi masyarakat Indonesia akan perangkat teknologi
informasi dan telekomunikasi masih tergolong cukup tinggi. Setiap tahunnya
kurang lebih 70 juta perangkat teknologi terjual di Indonesia. Akan tetapi,
banyak pengguna yang mengeluh ketika perangkat elektroniknya rusak
terkena air. Sehingga sampai saat ini para peneliti sedang mencari bagaimana
agar perangkat elektronik dapat terproteksi dari air.
Mengacu pada permasalahan ketidakpraktisannya payung dan jas hujan
ketika usai digunakan serta perangkat elektronik yang rusak akibat terkena
air, sebuah solusi permasalahan ini didapatkan dengan menganalogikan bulu
bebek yang tidak basah terkena air karena memiliki zat-zat tertentu di
bulunya. Maka dengan menggunakan sebuah zat tertentu untuk melapisi
payung, jas hujan, dan perangkat elektronik, kepraktisan dan proteksi yang
baik akan didapatkan. Kemudahan dalam penggunaan juga diperhatikan
sehingga dibentuk dalam sebuah spray. Phi-Spray menjadi sebuah solusi
permasalahan tersebut dalam bentuk produk berbentuk spray yang berisi
cairan hidrofobik yaitu chitosan dan berguna untuk memproteksi material
tertentu dari air.
C. Perumusan Masalah
Bertitik tolak dari latar belakang diatas maka dapat dirumuskan
permasalahannya sebagai berikut:
1. Bagaimana meningkatkan aktifitas masyarakat di Indonesia sebagai negara
tropis dengan curah hujan tinggi ?
2. Apakah payung atau jas hujan merupakan solusi yang utama pada musim
penghujan ?
3. Mengapa peralatan elektronik yang terkena air mudah mengaami
kerusakan ?
4. Material atau bahan apakah yang dapat memproteksi peralatan elektronik
terhadap air ?
D. Tujuan Program
Mengimplementasikan cairan anti air berbahan dasar chitosan secara
maksimal agar dapat digunakan pada kehidupan sehari-hari sehingga dapat
meningkatkan tingkat efektifitas, efisiensi, dan kepraktisan produk.
E. Luaran yang Diharapkan
Kegiatan ini diharapkan dapat menghasilkan disain cairan anti air yang
ditujukan untuk mengatasi masalah - masalah yang dijelaskan dalam latar
belakang. Luaran yang diharapkan adalah sebuah model/sampel dari cairan
anti air berbahan dasar chitosan dalam bentuk spray yang praktis dan
3
ekonomis.
F. Kegunaan
1. Dapat mendisain sebuah cairan anti air yang mudah digunakan dengan
menggunakan bahan chitosan.
2. Dapat meningkatkan nilai kepraktisan dalam penggunaan payung, jas
hujan, bahan lain ataupun benda-benda yang digunakan manusia setiap
harinya.
3. Dapat memproteksi terjadinya kerusakan pada perangkat elektronik
terutama handphone.
G. Tinjauan Pustaka
Wettability
Wetting, dalam arti luas menjelaskan tentang perpindahan fluida (cairan
atau gas) oleh fluida lainnya pada suatu permukaan (solid atau liquid).
Contoh dari pentingnya wettability adalah pada penyebaran tetesan air pada
kaca, penetrasi tinta pada kertas, dan banyak lagi yang lainnya.
Cara yang paling umum untuk mengategorikan wettability adalah
menggunakan sudut kontak (SK) untuk kumpulan cairan pada suatu
permukaan seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1.1. Sudut kontak θ adalah
sudut antara permukaan dasar, dan garis singgung permukaan cairan dimana
tiga fase saling overlap.
Gambar 1.1. Model wettability
Penggunaan SK digunakan untuk mengukur wettability dari suatu sistem.
Permukaan dengan wettability yang berbeda terhadap air secara umum
dikategorikan menjadi hidrofobik dan hidrofilik, seperti yang ditunjukkan
pada tabel 1.1.
Yang telah dijelaskan tentang wettability adalah wettability pada
permukaan datar yang homogen. Tetapi suatu permukaan dapat diubah untuk
memodifikasi wettability permukaan tersebut. Dua faktor utama yang dapat
menyebabkan perubahan adalah:
Roughness permukaan
Komposisi kimia
4
Tabel 1.1: Hubungan antara hidrophobisitas dan sudut kontak dengan air.
Energi Permukaan dan Roughness Permukaan
Permukaan yang memiliki energi permukaan yang rendah cenderung
untuk menjadi hidrofobik karena air tidak tertarik secara kuat dan SK akan
menjadi lebih besar. Roughness dari permukaan dapat didefinisikan dengan
melihat perbedaan antara area planar dan area permukaan sesungguhnya.
Area planar mengasumsikan permukaan halus dari suatu lapisan di mana area
aktual memperhitungkan bukit dan lembah dari permukaan.
Permasalahan dengan pengurangan energi permukaan pada saat ini dapat
diselesaikan dengan menggunakan fluorocarbon. Fluorocarbon dalam bentuk
adsorption film menarik perhatian dalam beberapa tahun belakangan ini
karena dikenal di antara molekul organik memiliki permukaan energi yang
paling rendah. Akan tetapi hal itu hanya membuat Super Hydrophobic pada
permukaan kasar dengan Multimodal Roughness. Struktur Dari Permukaan
Super Hydrophobic
Dua pendekatan yang digunakan untuk membuat permukaan super
hidrofobik buatan adalah membuat struktur kasar pada permukaan hidrofobik
(SK > 90°) atau memodifikasi permukaan kasar dengan menggunakan
material dengan energi bebas permukaan yang rendah seperti material dengan
grup alkyl atau grup fluorinated alkyl. Roughness permukaan memiliki efek
yang sangat kuat dalam sifat wetting dari suatu permukaan.
5
Gambar 1.2: Model dari struktur Super Hydrophobic Surface
Chitosan
Chitosan adalah mukopolisakarida yang mirip dengan selulosa. Chitosan
didapatkan dari deacetylation kitin di mana banyak terdapat pada
eksoskeleton pada krustacea (sejenis udang-udangan). Deacetylation kitin
dapat dilakukan dengan merebus kitin dari kepiting dan kulit udang dalam
sodium dihroksida setelah decolorization dengan menggunakan potassium
permanganate.
Pada pembuatan nanopartikel chitosan digunakan chitosan dan anion
bermuatan negatif. Sebagai anion digunakan heptadecafluoro-1-octane
sulfonate dari anionik surfactant CF3(CF2)7SO3Li pada laurtan asam asetik.
Untuk nanopartikel digunakan 0.2 vol.% larutan chitosan dalam asam asteil
dan variasi konsentrasi CF3(CF2)7SO3Li. Setelah mencapurkan dua larutan,
kemudian diaduk selama 60 menit agar terjadi kesetimbangan. Nanopartikel
terbentuk setelah 2 jam. Ukuran dan muatan permukaan nanopartikel dapat
diatur dengan mengubah konsentrasi dari chitosan dan surfaktan anionik.
Pada sisi lain fluoro surfactant juga berperan sebagai stabilizer untuk
chitosan melawan penggumpalan. Dan juga, keberadaan dari fluoro carbon
pada permukaan chitosan mengurangi energi permukaannya sehingga
membuat nanopartikel chitosan menjadi hidrofobik.
Untuk membuat permukaan super hidrofobik, nanopartikel didispersikan
dalam pelarut dan disemprotkan ke permukaan sampel. Lalu sampel
dikeringkan, setelah pelarut menguap maka akan terbentuk permukaan super
hidrofobik.
H. Metode Pelaksanaan
1. Studi Literatur
a. Menganalisis kejadian-kejadian yang menjadi permasalahan utama
dalam mewujudkan Phi-Spray
b. Memahami cara kerja dari Super Hydrophobic Surface; Chitosan
c. Mempelajari cara pengemasan, pengolahan, ataupun pencampuran
bahan chitosan
2. Pemodelan Disain
a. Pemodelan sistem kerja teoritis Super Hydrophobic Surface; Chitosan
b. Pemodelan pencampuran Chitosan dengan bahan lain
6
c. Pemodelan disain ekonomis dan praktis wadah produk Phi-Spray
3. Analisis Produk
a. Pengujian ketahanan produk terhadap air untuk tiap bahan yang
diujikan
b. Pengujian ketahanan produk seberapa lama dapat di simpan atau
digunakan
c. Penganalisaan beberapa faktor yang mungkin menimbulkan
ketidakmaksimalan produk untuk proteksi terhadap air
d. Pembuatan kesimpulan berdasarkan data percobaan dan disesuaikan
dengan teori
4. Finishing
a. Disain produk yang ekonomis dan praktis
I. Jadwal Kegiatan Program
No. Kegiatan Bulan I Bulan II Bulan III Bulan IV
I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV
1 Tahap Studi
literature
2 Tahap Pemodelan
Desain
3 Tahap Simulasi
Project
4 Tahap Analisis
5
Tahap
Implementasi
Project
6 Tahap Monitoring
7 Tahap Manajemen
J. Rancangan Biaya
No. Nama Komponen Jumlah Harga
Satuan Harga Total
1. Chitosan/botol 10 Rp 250.000,00 Rp 2.500.000,00
2. Bahan Campuran 10 Rp 100.000,00 Rp 1.000.000,00
3. Wadah alat 10 Rp 15.000,00 Rp 150.000,00
4. Biaya Print dan fotocopy Rp 50.000,00
5. Biaya penjilidan
proposal 5 Rp 5.000,00 Rp 25.000,00
6. Bahan uji 10 Rp 30.000,00 Rp 300.000,00
7. Penulisan laporan 1 Rp 50.000,00 Rp 50.000,00
8. Transportasi 3 Rp 100.000,00 Rp 300.000,00
7
9. Finalisasi dan memperbanyak proposal Rp. 150.000,00
Biaya Total Rp 4.525.000,00
K. Daftar Pustaka
http://koran-jakarta.com/index.php/detail/view01/109779 pada 22 Juni 2013
pukul 19.37 WIB
http://www.bmkg.go.id/bmkg_pusat/Lain_Lain/Artikel pada 22 Juni 2013
pukul 19.39WIB
http://www.bakosurtanal.go.id/ pada 21 Juni 2013 pukul 13.05 WIB
Rios, Fabian. 2011. Hydrophobicity and Its Applications. New Mexico State
University: Mexico
Ivanova dan Philipchenko. 2012. Superhydrophobic Chitosan BasedCoatings
for Textile Processing. 263(2012)783-787
Lacroix, Monique, dkk. 2003. N-acylated Chitosan: Hydrophobic Matrices
for Controlled Drug Release. 93 (2003) 1-13
8
L. Lampiran
Biodata Ketua
1. Nama lengkap : Muhammad Waliyyulhaq
2. NPM : 1106065546
3. Jurusan dan fakultas : Fisika/FMIPA
4. Tempat, tanggal lahir : Jakarta, 28 Februari 1991
5. Alamat rumah : Jl. Karet Pasar No. 16 Setiabudi
6. Nomor telp/handphone : +6185775258330
7. Email : mhaqiw@outlook.com
Ketua
Muhammad Waliyyulhaq
Biodata Anggota
1. Nama lengkap : Abdurrahman Hawary
2. NPM : 1106050802
3. Jurusan dan fakultas : Fisika/FMIPA
4. Tempat, tanggal lahir : Depok, 27 Juli 1993
5. Alamat rumah : Ling. Bojong Jl. Kenanga Baru No.
15 Rt 01/19 kel. Abadijaya, Depok
6. Nomor telp/handphone : +6285782318442
7. Email : abdurrahmanhawary@gmail.com
Anggota
Abdurrahman Hawary
9
Biodata Anggota
1. Nama lengkap : Muhammad Roslan Abdul Gani
2. NPM : 1106019110
3. Jurusan dan fakultas : Fisika/FMIPA
4. Tempat, tanggal lahir : Pangkal Pinang, 7 Agustus 1993
5. Alamat rumah : Jl. Kapuk Podok Cina
6. Nomor telp/handphone : +6285310201052
7. Email : m.roslan@sci.ui.ac.id
Anggota
M. Roslan Abdul Gani
Biodata Dosen Pembimbing
1. Nama lengkap : Dr. Muhammad Hikam
2. NIP/NUK : 196005281982021001
3. Pangkat dan Golongan :
4. Tanggal lahir/Umur :
5. Tempat lahir : Pekalongan
6. Jenis Kelamin : Laki-Laki
7. Alamat rumah :
8. No. HP : +6281806739500
9. E-mail : hikam@ui.ac.id
10. Publikasi : Yofentina I, Viska IV, Hikam M, Bambang S, Alfan M and Wahyu P, Optimalization of
Rotational Speed in the Growing of the Thin
Film Using Sol Gel Method Prepared with Spin
Coating, J. Material Sci. Eng, 1:4, 2012
Dosen Pembimbing
Dr. Muhammad Hikam