📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 6,268 dokumenANALISIS SUMBER SULFIDA DAN MEKANISME FENOMENA TUBO BELERANG DI DANAU MANINJAU, SUMATRA BARAT
Danau Maninjau merupakan danau vulkanik di Sumatra Barat yang berperan penting sebagai sumber perikanan, pembangkit listrik tenaga air, dan pariwisata. Dalam beberapa dekade terakhir, kualitas air Danau Maninjau mengalami penuruan seperti: peningkatan nutrien yang ditandai oleh eutrofikasi, peningkatan bahan organik, penipisan lapisan oksik, dan meningkatnya frekuensi fenomena tubo belerang, yaitu naiknya sulfida dari lapisan dasar ke permukaan yang sering memicu kematian massal ikan di Keramba Jaring Apung (KJA). Fenomena tersebut diduga merupakan hasil interaksi antara proses biogeokimia, kondisi meteorologis, dan dinamika hidrodinamika. Keberadaan sulfida di Danau Maninjau telah menjadi perhatian dalam sejumlah penelitian sebelumnya. Beberapa studi mengaitkan pembentukan sulfida dengan aktivitas biotik, terutama proses reduksi sulfat oleh bakteri pada kondisi anoksik, sedangkan studi lainnya mengindikasikan adanya kontribusi faktor abiotik yang berasosiasi dengan aktivitas vulkanik. Meskipun demikian, hingga saat ini belum terdapat kesimpulan yang komprehensif mengenai faktor utama yang berpotensi menjadi sumber sulfida. Selain itu, mekanisme transport sulfida dari lapisan hipolimnion menuju lapisan permukaan yang menjadi pemicu langsung terjadinya tubo belerang juga masih belum dikaji secara khusus. Berdasarkan kondisi tersebut, penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi sumber sulfida di Danau Maninjau serta mengkaji mekanisme pergerakannya di dalam kolom air secara terpadu, sehingga dapat memberikan dasar ilmiah bagi pemahaman proses terjadinya tubo belerang dan pengembangan strategi mitigasi dampaknya. Penelitian dilakukan melalui survei lapangan, analisis hidrogeokimia, dan pemodelan numerik. Survei kualitas air dilaksanakan pada November 2022 dan Agustus 2023 di tujuh stasiun dengan pengukuran suhu, pH, TDS (Total Dissolved Solid), ORP (Oxidation Reduction Potential) dan DO (Dissolved Oxygen) serta analisis sulfida, sulfat, klorida, bikarbonat, besi, mangan, dan bahan organik pada air dan sedimen. Sumber sulfida diidentifikasi melalui karakteristik ion utama serta hubungan karbon–sulfur dalam sedimen. Dinamika kolom air dianalisis menggunakan data suhu kolom air dan meteorologi tahun 2015–2017, sedangkan proses fisik dan dinamika sulfida masing-masing disimulasikan menggunakan model hidrodinamika tiga dimensi HAMSOM dan model reaksi–difusi satu dimensi. Hasil analisis hidrogeokimia menunjukkan bahwa sistem perairan Danau Maninjau tidak dipengaruhi oleh aktivitas vulkanik aktif. Perairan memiliki pH netral hingga basa (6,5 – 8,9), TDS rendah (<0,105 g/L), dan didominasi ion bikarbonat yang mencerminkan sistem penyangga karbonat. Sulfida terakumulasi di lapisan hipolimnion dengan konsentrasi maksimum 0,425 mg/L. Korelasi positif antara karbon dan sulfur (r = 0,73, p = 0,016) dalam sedimen menunjukkan bahwa sulfida terutama dihasilkan oleh reduksi sulfat secara biotik yang memanfaatkan bahan organik dari aktivitas KJA, bukan dari sumber magmatik. Stratifikasi termal kolom air dikendalikan oleh kondisi meteorologis, terutama suhu udara, radiasi matahari, dan kecepatan angin. Peningkatan suhu udara dan masukan panas dari radiasi matahari memperkuat stratifikasi, sedangkan penurunan suhu udara dan peningkatan angin mendorong pencampuran vertikal. Secara musiman, stratifikasi umumnya menguat pada pertengahan tahun dan melemah pada awal serta akhir tahun. Nilai Indeks stratifikasi (SI/Stratification index)) tertinggi terjadi pada Juni 2015, Mei 2016, dan Juni 2017, masing-masing sebesar 1962,20 J/m2, 2393,22 J/m2, dan 1181,84 J/m2. Rata-rata tahunan menunjukkan kecenderungan melemah dari 1416,57 J/m2 (2015) menjadi 1038,00 J/m2 (2016) dan 788,38 J/m2 (2017). Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa pada kecepatan angin rendah, suhu udara menjadi pengendali utama pembentukan stratifikasi, sedangkan pencampuran lebih mudah terjadi ketika Tmax ? 25,7 °C dan kecepatan angin ? 2 m/s. Simulasi hidrodinamika menunjukkan bahwa distribusi suhu dan arus sangat dipengaruhi oleh angin. Model mampu mereproduksi suhu hasil observasi dengan baik, dengan Root Mean Square Error (RMSE) 0,052–0,095 °C dan skill score (SS) 0,890–0,984. Stratifikasi terkuat terjadi pada Mei–Juni, ditandai gradien suhu permukaan barat–timur hingga 0,18 °C dan termoklin pada kedalaman sekitar 30 m. Sebaliknya, pada Oktober dan Desember stratifikasi melemah dengan gradien suhu maksimum sekitar 0,04 °C. Angin dominan yang berhembus dari barat ke timur mendorong arus permukaan ke arah yang sama. Pada Oktober dan Desember, kondisi ini menyebabkan distribusi stratifikasi menjadi tidak merata secara spasial. Bagian barat danau menunjukkan suhu kolom air yang lebih homogen, sehingga berpotensi lebih tinggi mengalami umbalan sulfida. Simulasi dinamika sulfida menunjukkan bahwa faktor biogeokimia, terutama bahan organik, berperan dominan dalam mengontrol konsumsi oksigen dan akumulasi sulfida Keluaran model umumnya lebih rendah dibandingkan hasil pengamatan, dengan RMSE DO 0,11 mg/L, Fe 0,38 mg/L, dan Mn 0,77 mg/L. Dekomposisi bahan organik menyumbang 98,899–99,290% dari total konsumsi oksigen, sehingga menjadi penyebab utama terbentuknya kondisi anoksik di kolom air. Namun, naiknya sulfida ke lapisan atas dihambat oleh proses oksidasi, terutama oleh MnO? (89,974–90,658%), sedangkan kontribusi FeOOH lebih kecil (8,283 8,938%). Oleh karena itu, penurunan oksigen terlarut tidak selalu diikuti oleh kemunculan sulfida di permukaan. Secara spasial, wilayah dengan kepadatan KJA tinggi menunjukkan risiko peningkatan sulfida yang lebih besar akibat tingginya beban bahan organik. Secara keseluruhan, fenomena tubo belerang di Danau Maninjau merupakan hasil interaksi antara produksi sulfida secara biotik, dinamika stratifikasi yang dikendalikan faktor meteorologis, dan proses hidrodinamika yang mengatur pergerakan massa air. Hasil penelitian ini menegaskan pentingnya pengendalian beban bahan organik serta pemahaman terhadap dinamika cuaca dan proses fisik danau sebagai dasar mitigasi kejadian kematian massal ikan di Danau Maninjau.
SISTEM WEARABLE BERBASIS IMU UNTUK KLASIFIKASI DAN KINERJA TENDANGAN SENI BELA DIRI MENGGUNAKAN PEMBELAJARAN MESIN DAN METODE BERBASIS ATURAN
Pengenalan pola gerak merupakan salah satu aspek fundamental dalam analisis biomekanika manusia yang memiliki peran penting dalam berbagai bidang, termasuk kesehatan, rehabilitasi, dan olahraga. Dalam konteks olahraga bela diri, khususnya pada teknik tendangan, kemampuan untuk mengenali jenis gerakan serta mengevaluasi kualitas pelaksanaannya menjadi sangat krusial bagi pelatih dan atlet dalam meningkatkan performa secara objektif dan terukur. Namun demikian, proses evaluasi teknik tendangan hingga saat ini masih banyak bergantung pada pengamatan visual yang bersifat subjektif, sehingga rentan terhadap inkonsistensi dan bias penilaian. Metode analisis gerak berbasis video maupun sistem motion capture memang mampu memberikan informasi biomekanik yang akurat. Namun demikian, metode tersebut memiliki sejumlah keterbatasan, antara lain biaya yang tinggi, kompleksitas sistem, serta kebutuhan akan lingkungan laboratorium yang terkontrol. Selain itu, proses pengukuran dan analisis yang relatif rumit menyebabkan metode ini tidak praktis untuk digunakan secara mandiri oleh atlet maupun pelatih dalam kegiatan latihan sehari-hari. Kondisi ini mengakibatkan keterbatasan dalam melakukan evaluasi performa secara berkelanjutan dan berbasis data, sehingga diperlukan suatu pendekatan alternatif yang lebih sederhana, portabel, dan mudah digunakan tanpa mengurangi kualitas informasi biomekanik yang dihasilkan Seiring dengan perkembangan teknologi sensor dan komputasi, penggunaan Inertial Measurement Unit (IMU) menjadi alternatif yang menjanjikan dalam analisis gerakan manusia. Sensor IMU yang terdiri dari akselerometer dan giroskop mampu merekam percepatan linier dan kecepatan sudut tendangan secara real-time, serta memiliki keunggulan dalam hal portabilitas, biaya yang relatif rendah, dan kemudahan integrasi dalam perangkat wearable. Hal ini membuka peluang untuk melakukan analisis gerakan secara langsung di lapangan tanpa ketergantungan pada sistem optik. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem pendeteksian elektronik berbasis sensor IMU yang mampu mengenali pola gerakan tendangan, mengklasifikasikan jenis tendangan, serta mengevaluasi kualitas tendangan secara kuantitatif, termasuk estimasi kekuatan tendangan. Metode yang diusulkan dalam penelitian ini mengintegrasikan beberapa pendekatan analisis, yaitu pembelajaran mesin untuk klasifikasi jenis tendangan, model regresi berbasis deep learning untuk estimasi kekuatan tendangan, serta pendekatan berbasis aturan (rule-based) untuk mendeteksi kejadian dan siklus gerakan tendangan. Data yang digunakan diperoleh dari sensor IMU yang dipasang pada segmen tungkai bawah atlet, dengan parameter utama berupa percepatan dan kecepatan sudut pada tiga sumbu. Data yang direkam kemudian melalui tahapan praproses yang meliputi segmentasi, normalisasi, dan resampling untuk menghasilkan data dengan panjang yang seragam. Selanjutnya, data digunakan untuk melatih model klasifikasi menggunakan algoritma k-NN, SVM, dan Random Forest, serta model regresi berbasis \CNN untuk prediksi kekuatan tendangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pendekatan berbasis IMU mampu memberikan kinerja yang baik dalam klasifikasi jenis tendangan. Algoritma SVM menunjukkan performa terbaik dengan akurasi mencapai 0,967, diikuti oleh k-NN dengan akurasi sekitar 0,924, serta Random Forest dengan akurasi sekitar 0,900. Hasil ini menunjukkan bahwa sinyal IMU mengandung informasi kinematik yang cukup untuk membedakan karakteristik berbagai jenis tendangan, seperti maegeri, shokuto, dan mawashi, yang memiliki pola percepatan dan kecepatan sudut yang berbeda. Selain itu, analisis ruang fitur menunjukkan bahwa meskipun data tidak sepenuhnya terpisah secara linear, terdapat pola distribusi yang cukup jelas untuk membedakan masing-masing jenis tendangan. Dalam hal estimasi kekuatan tendangan, model CNN berbasis sinyal deret waktu menunjukkan performa yang lebih baik dibandingkan pendekatan berbasis ekstraksi fitur konvensional. Hal ini disebabkan oleh kemampuan CNN dalam menangkap pola temporal lokal dari sinyal IMU yang bersifat nonlinier dan transient, khususnya pada fase impak tendangan. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa model CNN memberikan performa terbaik pada data yang dipisahkan berdasarkan jenis tendangan, dengan nilai Mean Absolute Error (MAE) sebesar 7,94 kg, Root Mean Squared Error (RMSE) sebesar 9,48 kg, dan koefisien determinasi (R²) sebesar 0,615 untuk tendangan mawashi. Sebaliknya, ketika data dari berbagai jenis tendangan digabungkan, performa model menurun secara signifikan (R² mendekati nol atau negatif), yang menunjukkan bahwa estimasi kekuatan tendangan sangat bergantung pada karakteristik biomekanik spesifik dari masing-masing jenis tendangan. Temuan ini menegaskan pentingnya pendekatan movement-specific modeling, di mana klasifikasi jenis tendangan perlu dilakukan terlebih dahulu sebelum proses estimasi kekuatan. Selain itu, pendekatan berbasis aturan yang dikembangkan dalam penelitian ini mampu mendeteksi kejadian tendangan serta menentukan awal dan akhir siklus gerakan dengan tingkat kesalahan yang relatif rendah dibandingkan dengan metode berbasis video sebagai ground truth. Hasil pengujian menunjukkan nilai RMSE sekitar 0,68 dan MAE sekitar 0,63, yang mengindikasikan bahwa sistem mampu merepresentasikan dinamika temporal gerakan tendangan secara cukup akurat. Integrasi antara metode klasifikasi, estimasi kekuatan, dan deteksi siklus gerakan menghasilkan suatu kerangka analisis yang komprehensif dalam mengevaluasi performa tendangan secara objektif. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan sensor IMU yang dikombinasikan dengan metode pembelajaran mesin dan pendekatan berbasis aturan dapat menjadi solusi yang efektif untuk analisis gerakan tendangan secara otomatis, objektif, dan real-time. Sistem yang dikembangkan tidak hanya mampu mengklasifikasikan jenis tendangan, tetapi juga mengevaluasi kualitas performa secara kuantitatif, sehingga berpotensi menjadi alat bantu yang bermanfaat dalam pelatihan atlet bela diri. Selain itu, pendekatan ini menawarkan alternatif yang lebih praktis dan portabel dibandingkan metode berbasis laboratorium, serta membuka peluang pengembangan sistem analisis gerakan berbasis wearable yang lebih efisien dan aplikatif di masa mendatang.
ANALISIS RISIKO KESEHATAN MASYARAKAT AKIBAT TRANSMISI ANTIBIOTIC RESISTANCE ESCHERICHIA COLI DI DAS CITARUM HULU
Fenomena resistensi bakteri merupakan ancaman kesehatan global yang semakin meningkat akibat penggunaan antibiotik yang irasional terutama di negara berkembang. Pengendalian laju resistensi melibatkan matriks manusia, hewan dan lingkungan, sesuai kerangka One Health, namun pengaruh faktor lingkungan pada proses transmisi bakteri ke manusia seringkali terabaikan. Dari 12 kelompok bakteri resisten prioritas yang perlu dimonitor sebaranya oleh WHO, Antibiotic-resistant Escherichia coli (AREc) merupakan jenis yang mudah bertransmisi di antara lingkungan akuatik, manusia, dan hewan. Sebaran AREc sangat krusial ketika badan air yang tercemar fekal masih digunakan sebagai sumber air bersih dan air minum dan berpotensi menimbulkan diare, infeksi saluran kemih, hingga sepsis. Di sisi lain, surveilans AREc di lingkungan masih terkendala biaya, kompleksitas uji, ketiadaan indikator universal, serta fluktuasi spasiotemporal, sehingga hubungan antara cemaran lingkungan dan dampak kesehatan masyarakat akibat transmisi AREc sering belum terkuantifikasi secara terpadu. Untuk itu, penelitian ini mengembangkan metode analisis risiko kesehatan lingkungan berbasis paradigma One Health pada DAS Citarum Hulu dengan menggunakan kerangka DPSEEA. Tahapan penelitian diawali dengan penelusuran driver dan pressure resistensi berupa pola konsumsi antibiotik, keberadaan residu antibiotik di lingkungan akuatik dan limpasan efluen yang mengandung AREc dari IPAL domestik, rumah sakit, industri dan peternakan sebagai sumber pencemar potensial). Penelitian dilanjutkan dengan identifikasi bahaya berupa pengukuran konsentrasi TEc dan rasio AREc pada sumber pencemar dan sungai, pemilihan AREc prioritas (indikator) dan penerapan metode deteksi ?-d-glucuronidase (MPR) sebagai alternatif yang mudah dalam deteksi AREc. Risiko kesehatan dikuantifikasi melalui measurement-based QMRA untuk menilai risiko kesehatan secara cross-sectional dan model-based probabilistic SWAT-QMRA untuk mengestimasi risiko kesehatan secara spasiotemporal. Berdasarkan data 2014–2023, konsumsi antibiotik terbesar di Indonesia adalah amoxicillin (45,9%), ciprofloxacin (16,2%), cefixime (13,6%), tetracycline (9,5%), dan metronidazole (5,3%). Pada 2016–2025, residu antibiotik di Sungai Citarum Hulu terdeteksi untuk jenis ofloxacin/levofloxacin, sulfamethoxazole, trimethoprim, chloramphenicol, lincomycin, clarithromycin, cefotaxime, erythromycin, dan sulfadiazine. Ofloxacin/levofloxacin berisiko tinggi menimbulkan sifat resistensi bakteri di lingkungan akuatik dengan nilai RQ 1,64 di Segmen Nanjung dan 1,36 di Segmen Maroko yang melebihi PNEC-R. Rerata konsentrasi TEc tertinggi pada IPAL domestik terpusat (89.437 ± 76.717 CFU/100 mL), diikuti rumah sakit (48.279 ± 11.067), peternakan (22.827 ± 12.652), dan industri farmasi (8.460 ± 8.357). IPAL rumah sakit memiliki rasio konsentrasi AREc tertinggi dan spektrum resistensi terluas dibanding peternakan, domestik dan industri farmasi. Namun, IPAL di seluruh sektor tersebut terindikasi menjadi reservoir resistensi karena rasio reduksi AREc dari inlet ke outlet bernilai negatif. Di Sungai Citarum Hulu, sebagai badan air penerima, TEc meningkat saat curah hujan tinggi (2.558 ± 360 CFU/mL) dibandingkan saat curah hujan rendah (1.621 ± 300 CFU/mL), dengan jenis AREc yang paling tinggi konsentrasinya adalah Erythromycin-resistant Escherichia coli. Namun, Tetracycline-resistant Escherichia coli yang diusulkan sebagai indikator single-resistant AREc (PC1 0,869) dan ESBL-Ec sebagai indikator multi-resistant AREc (PC1 0,659) dalam surveilance AREc di Sungai Citarum Hulu. Dalam penelitian ini, terbukti juga bahwa metode MPR dapat diperhitungkan sebagai alternatif metode deteksi AREc yang lebih mudah dan cepat untuk kondisi Sungai Citarum Hulu, dengan akurasi mencapai 87,2%, sensitivitas 67,4%, dan spesifisitas 94%. Pada tahap field-based QMRA di komunitas KJA Saguling, air bersih dan air minum yang bersumber dari air tanah dan air waduk teridentifikasi sebagai sumber paparan signifikan untuk TEc, ESBL-Ec, dan CREc. Risiko gastrointestinal infection (Pannual) elah melebihi batas aman WHO untuk TEc (???? = 9,4×10?¹), ESBL-Ec (???? = 1,5×10?²), dan CREc (???? = 8,7×10?¹), sedangkan Pannual genitourinary infection dan skin infection masih memenuhi batas aman WHO. Responden dengan Pannual yang melebihi batas aman WHO memiliki potensi 1,6 kali lebih besar menjadi silent carrier. Pada tahap berikutnya, untuk mengetahui perkiraan variasi risiko kesehatan secara spasiotemporal, dilakukan pemodelan terintegrasi SWAT–QMRA menggunakan tetracycline-resistant Escherichia coli (TREc) sebagai indikator yang bersifat constant prevalent. Konsentrasi TREc hasil pemodelan SWAT berada pada rentang 2.039–33.500 CFU/100 mL dengan rerata 8.198 CFU/100 mL. Secara keseluruhan model menunjukkan kekuatan sedang (NSE = 0,077; r = 0,45; RMSE = 28.490 CFU/100 mL) sehingga masih memerlukan penguatan data input beban dari sumber pencemar. Risiko kesehatan tertinggi adalah gastrointestinal infection (Pannual = 0,62–0,83; DALY = 223.000–296.000 per 100.000 penduduk per tahun), dan masih konsisten dengan rentang DALY pada studi field-based QMRA. Secara keseluruhan, penelitian ini menegaskan bahwa kemunculan dan transmisi AREc di matriks lingkungan dapat berpengaruh pada kesehatan masyarakat, terutama pada komunitas yang masih bergantung pada air permukaan untuk air minum/air bersih. Penelitian juga mengusulkan TREc dan ESBL-Ec sebagai indikator untuk pemantauan rutin, menunjukkan kelayakan metode MPR sebagai alat surveilans sederhana, serta membuktikan utilitas SWAT–QMRA untuk memetakan risiko secara spasiotemporal sebagai dasar prioritisasi intervensi.
MODIFIKASI KIMIA FRUSTULA CYCLOTELLA STRIATA TBI DAN APLIKASINYA SEBAGAI KATALIS SIKLISASI ASETALDEHID DAN ETERIFIKASI ETANOL
Frustula (cangkang sel) diatom laut merupakan sumber silika terbarukan yang dapat didayagunakan sebagai prekursor material aluminosilikat. Saat ini penelitian diatom masih didominasi oleh identifikasi dan ekstraksi senyawa aktif sehingga pemanfaatan frustulanya belum tereksplorasi secara optimal. Penelitian ini mengeksplorasi aluminosilikat berbasis diatom untuk mengkatalisis sintesis senyawa organik sehingga memperluas cakupan aplikasi aluminosilikat yang selama ini berfokus pada reaksi perengkahan dan pirolisis. Tujuan dari riset ini adalah memodifikasi frustula Cyclotella striata TBI menjadi aluminosilikat bertopologi MFI (Al-Sil-CS) yang digunakan untuk mengkatalisis siklisasi asetaldehid dan eterifikasi etanol. Awalnya C. striata TBI dikultivasi dalam medium air laut termodifikasi hingga diperoleh biomassa basah. Biomassa tersebut kemudian dicuci dengan asam untuk menghasilkan biosilika (Sil-CS). Modifikasi biosilika menjadi aluminosilikat dilakukan secara hidrotermal menggunakan tetrapropilamonium bromida (TPABr) sebagai agen pengarah struktur. Karakteristik fisikokimia frustula diamati menggunakan mikroskop optik, mikroskop elektron pemindai (SEM), mikroskop elektron transmisi (TEM), spektroskopi inframerah transformasi fourier (FTIR), difraksi sinar-X (XRD), fluoresensi sinar-X (XRF), Brunauer–Emmett–Teller (BET), dan desorpsi amonia terprogram suhu (NH3-TPD). Aktivitas katalitik aluminosilikat berbasis frustula diamati menggunakan kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS) dan resonansi magnet inti (NMR, 1H dan 13C). Simulasi mekanisme siklisasi ditentukan dengan metode mekanika kuantum semi empiris GFN-xTB (Geometry, Frequency, Noncovalent, Extended Tight-Binding). Hasil penelitian menunjukkan bahwa frustula C. striata TBI memiliki morfologi bulat pipih dengan pendaran warna kuning kehijauan. Analisis morfologi lebih lanjut menggunakan SEM menunjukkan diameter frustula C. striata TBI berkisar pada rentang 8–20 µm dengan permukaan cangkang biosilika berpori dengan motif yang khas (central fultoportulae, marginal fultoportulae, dan costae). Modifikasi biosilika C. striata TBI menjadi Al-Sil-CS mengubah morfologinya menjadi struktur yang semula amorf menjadi struktur kristal yang berbentuk tanda tambah tiga dimensi (+) dan ukuran diameternya mengecil pada kisaran 0,7–0,9 µm. Struktur Al-Sil-CS mengandung cincin lima anggota (5MR) khas topologi MFI yang teridentifikasi dengan pita vibrasi pada bilangan gelombang 555 cm?¹. Struktur kristal Al-Sil-CS teridentifikasi dari pola difraksi pada 2? = 7,8–8,0° dan 22,8–23,2°. Analisis lebih lanjut dengan XRF menunjukkan kristal Al-Sil-CS memiliki rasio Si/Al = 1 yang mengindikasikan atom Al telah terinkorporasi ke dalam biosilika menjadi Al-Sil-CS. Berdasarkan analisis BET, arsitektur Al-Sil-CS memiliki pola adsorpsi isoterm tipe 4 dengan histeresis tipe 3 yang mengindikasikan keberadaan pori hierarkis yang terdiri atas meso- dan mikropori dengan rerata jari-jari 5,96 nm dan luas permukaan 60,47 m2 g?1. Berdasarkan hasil adsorpsi-desorpsi amonia, Al-Sil-CS memiliki situs asam sebanyak 0,6419 mmol g?1. Aktivitas katalitik Al-Sil-CS diuji melalui dua reaksi sintesis yakni siklisasi asetaldehid dan eterifikasi etanol. Pada tahap pertama, aktivitas katalitik diamati pada siklisasi asetaldehid. Aktivitas dan selektivitas Al-Sil-CS pada siklisasi asetaldehid menjadi paraldehid dikonfirmasi melalui analisis GC-MS dan NMR (1H dan 13C). Senyawa paraldehid teridentifikasi melalui kromatogram yang menunjukkan puncak signifikan pada waktu retensi 7,68 menit dengan pola fragmentasi m/z 43, 45, 87, 89, 117, dan 132. Ikatan C–O–C paraldehid teridentifikasi melalui spektrum 13C NMR yang menunjukkan sinyal singlet pada pergeseran kimia 98,44 ppm. Lebih lanjut, peningkatan jumlah paraldehid teridentifikasi melalui ikatan O–H pada spektrum 1H NMR melalui peningkatan sinyal dobel doblet pada rentang pergeseran kimia 4–4,5 ppm (J = 2 Hz). Kombinasi data instrumen tersebut menegaskan tingginya aktivitas katalisis Al-Sil-CS pada siklisasi asetaldehid. Secara teoritis, mekanisme reaksi dipelajari melalui GFN-xTB yang memodelkan siklisasi berlangsung dalam tiga tahapan utama. Mekanisme reaksi diawali dengan protonasi satu molekul asetaldehid menghasilkan spesies karbokation (Ia), yang kemudian mengalami serangan nukleofilik oleh oksigen pada situs katalitik (OAl) membentuk struktur hemiasetal (Ib). Pada tahap kedua, proton hemiasetal memprotonasi molekul asetaldehid berikutnya dan menghasilkan karbokation baru (IIa). Selanjutnya, oksigen hemiasetal menyerang karbokation tersebut secara nukleofilik membentuk rantai dioksimetilen (IIb). Proses perpanjangan rantai ini berlanjut hingga tiga molekul asetaldehid terikat membentuk trioksimetilen (IIIa), yang diikuti oleh siklisasi menjadi cincin trioksan (IIIb). Di akhir reaksi, produk paraldehid terdesorpsi melalui transfer proton kembali ke situs katalitik. Simulasi mekanisme menggunakan metode Nudged Elastic Band (NEB) menghitung energi Gibbs yang bernilai ?G1 dan ?G2 sebesar –18,31 dan –59,12 kcal mol?1. Meskipun penentuan energi Gibbs tahap IIIb terkendala oleh jarak proton yang jauh dari situs hemiasetal, data termodinamika ini membuktikan peran muatan asam dan topologi Al-Sil-CS pada siklisasi asetaldehid menjadi paraldehid. Aktivitas katalitik Al-Sil-CS pada reaksi eterifikasi etanol dengan tert-butanol dikonfirmasi melalui analisis GC-MS. Kromatogram menunjukkan kemunculan puncak baru pada waktu retensi 2,33 menit dengan pola fragmentasi m/z 57, 59, dan 87 yang mengidentifikasi senyawa ETBE. Meskipun yield yang dihasilkan relatif kecil, penggunaan Al-Sil-CS menunjukkan selektivitas 100% terhadap ETBE tanpa terdeteksi adanya produk samping. Sebagai pembanding, reaksi menggunakan Sil- CS (kontrol negatif) hanya menghasilkan ETBE dalam jumlah yang sangat rendah (<2 mM), jauh di bawah aktivitas Al-Sil-CS yang mampu menghasilkan ETBE 10,54 mM dengan profil kinetika orde nol. Analisis lebih lanjut menunjukkan nilai Turnover Number (TON) Al-Sil-CS sebesar 16,04. Timpangnya aktivitas katalitik antara Sil-CS dan Al-Sil-CS ini membuktikan peran penting inkorporasi aluminium dalam menciptakan situs katalitik yang dapat menyintesis bahan bakar ramah lingkungan. Hasil aktivitas Al-Sil-CS pada siklisasi dan eterifikasi memvalidasi keunggulan frustula sebagai prekursor katalis terbarukan untuk aplikasi sintesis bahan kimia bernilai tinggi.
METODE KLASIFIKASI ADAPTIF UNTUK DEKODE UCAPAN IMAJINER DARI SINYAL ELEKTROENSEFALOGRAM (EEG)
Gangguan bicara dapat menyebabkan kesulitan bersosialisasi dan mendapat pekerjaan, sehingga dibutuhkan antarmuka yang dapat membantu komunikasi, seperti silent speech interface (SSI). SSI menggunakan data dari biosinyal manusia, salah satunya sinyal otak yang direkam non-invasif dengan elektroensefalograf (EEG), saat individu membayangkan mengucapkan sesuatu (ucapan imajiner). Data EEG ucapan imajiner umumnya memiliki keterbatasan variasi ucapan dan jumlah sampel, sehingga model prediksi berisiko overfitting dan sulit mencapai generalisasi. Sejauh ini, akurasi prediksi dapat mencapai 90-100% namun spesifik untuk subjek tertentu, terkait dengan adanya dependensi subjek. Masalah dependensi subjek pada model dekode ucapan imajiner berbasis EEG mencakup kasus inter-subjek dan intra-subjek, dan keduanya butuh adaptabilitas model. Kasus inter-subjek terjadi ketika model gagal mendekode ucapan imajiner dari sinyal EEG yang direkam dari pengguna (subjek) baru, sedangkan kasus intra-subjek terjadi ketika model gagal mendekode ucapan imajiner dari sinyal EEG dari subjek latih yang sama tapi di waktu berbeda. Meskipun sejumlah studi telah mengembangkan model adaptif untuk dekode ucapan imajiner dengan teknik transfer learning (TL), akurasinya masih rendah (30-60%). Masalah utama yang ingin dijawab penelitian ini adalah bagaimana membangun model adaptif untuk pengenal pola ucapan imajiner berbasis EEG, sehingga bisa mengatasi masalah dependensi subjek. Karena itu, diperlukan fitur EEG yang representatif dan diskriminatif, untuk selanjutnya membangun model adaptif. Dataset EEG yang digunakan pada riset ini adalah dataset primer (PrimAudio-DB) yang direkam dalam dua sesi untuk mereproduksi kasus intra-subjek, dan dataset sekunder (BCI-DB) dari riset terdahulu yang dapat diakses publik. Keduanya menggunakan audio cue yang diperdengarkan pada state terpisah dengan speech imagery state, agar aktivitas otak saat persepsi cue tidak memengaruhi sinyal EEG ketika ucapan imajiner. Satu trial terdiri dari rest state, cue presentation state, diikuti empat repetisi ucapan imajiner 2 detik. Setiap ucapan imajiner diawali 1 detik persiapan yang ditandai fixation cross ("+") di monitor. Ucapan dan alat EEG pada PrimAudio-DB berbeda dari BCI-DB. PrimAudio-DB memakai ucapan penentu ("ya", "tidak", "yes", "no") sedangkan BCI-DB memakai ucapan ekspresif ("yes", "stop", "help me", "thank you", "hello"). BCI-DB direkam dari 15 subjek dengan EEG 256Hz 64 kanal dan batas impedansi 15 k?, sedangkan PrimAudio-DB dari 23 subjek dengan EEG 500Hz 21 kanal dan impedansi 10 k?. Pembuatan model dekode ucapan imajiner meliputi tahap praproses sinyal, ekstraksi fitur, analisis spektro-spasial, pelatihan classifier dan adaptasi model. Praproses sinyal menggunakan notch filter, bandpass filter 0.5-127Hz, penghapusan artifak dengan FastICA, eksklusi bad trial, dan interpolasi bad channel. Ekstraksi fitur menggunakan pendekatan Time-Frequency Representation (TFR) yang menangkap aktivitas spektral dari osilasi terinduksi seperti event ucapan imajiner, yang tidak langsung terjadi ketika onset stimulus seperti osilasi terevokasi. Ekstraksi fitur menghasilkan Band-power Time Series (BTS). Pada analisis spektro-spasial, fitur BTS dikelompokkan secara spektral (Alpha, Beta, dan Gamma) dan spasial (area frontal, central, temporal, parietal, oksipital). Dari tiap bagian spektro-spasial, inter-speech distance dihitung dari BTS antar-ucapan dengan Euclidean distance; distance yang tinggi di spektro-spasial tertentu menunjukkan fitur BTS di kanal EEG dan rentang frekuensi tersebut berpotensi diskriminatif. Classifier yang diajukan adalah Random Forest (RF) karena rendah kompleksitas dan mudah diinterpretasi. Fitur BTS dibandingkan dengan fitur benchmark (statistik, entropi, band power, dan band energy), dan RF dibandingkan dengan k-Nearest Neighbors (k-NN), Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Network (ANN), dan Convolutional Neural Network (CNN). Validasi performa model non-adaptif dengan nested cross validation, sedangkan model adaptif dengan time series validation. Metode adaptasi menggunakan pendekatan Transfer Learning secara online, transduktif, dan transfer instance (trial) yang diseleksi berdasarkan informasi semantik dan bahasa. Analisis spektro-spasial terhadap BTS dari ucapan imajiner dan perhitungan inter-speech distance menunjukkan pola perubahan power antar ucapan yang sangat berjarak di area frontal dalam frekuensi Gamma, sejalan dengan peran area frontal selama aktivitas kognitif yang menuntut fokus. Efektivitas hasil analisis spektro-spasial dikonfirmasi dengan classifier RF yang mencapai akurasi 0,986 ± 0,007 untuk BCI-DB (melebihi benchmark 0.718) dan 0,817 ± 0,206 untuk PrimAudio-DB, dengan fitur BTS dari kanal frontal dan frekuensi Gamma. Performa fitur BTS berhasil melebihi fitur benchmark dan classifier RF juga mendapat akurasi sebanding dengan CNN tapi kinerjanya lebih efisien. Hasil analisis spektro-spasial dan perhitungan inter-speech distance juga mengidentifikasi pengaruh jenis ucapan dan bahasa. PrimAudio-DB menggunakan ucapan penentu, sehingga inter-speech distance lebih jauh di area frontal daripada temporal, berkebalikan dengan BCI-DB yang menggunakan ucapan ekspresif dan bisa melibatkan emosi sehingga mengaktivasi area temporal. Pada PrimAudio-DB, ucapan imajiner berbeda semantik memiliki inter-speech distance sangat tinggi jika ucapan dalam bahasa ibu (Bahasa Indonesia). Bahkan, inter-speech distance antar ucapan yang semantiknya sama dan berbeda bahasa masih lebih tinggi daripada antar ucapan berbeda semantik tapi berbahasa asing (Bahasa Inggris). Penerapan cara adaptif dengan memilih instance yang memiliki kesamaan semantik walau berbeda bahasa (interlinguistik) meningkatkan akurasi model yang turun akibat kasus intra-subjek dan inter-subjek. Akurasi model non-adaptif 50% meningkat menjadi 91,5% (95% CI:88,7%-94,3%) pada intra-sesi atau 86,7% (95% CI:82,9%-90,5%) pada inter-sesi untuk intra-subjek dan mendekati 100% untuk inter-subjek. Sedangkan, perbedaan semantik berdampak sebaliknya (negative transfer). Walaupun cara interlinguistik membantu model beradaptasi, namun cara identifikasi kesamaan semantik masih memerlukan informasi label dari target. Limitasi ini menjadi fokus penelitian mendatang.
SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL PERAK TERFUNGSIONALISASI KURKUMIN UNTUK PENGEMBANGAN SENSOR GLUKOSA NONENZIMATIK BERBASIS KARBON
Sensor glukosa nonenzimatik merupakan sensor yang perlu dikembangkan saat ini untuk memenuhi kebutuhan masyarakat dalam mengontrol kadar gula dalam darah. Pada penelitian ini, sensor glukosa nonenzimatik dikembangkan dengan menggunakan EPK termodifikasi nanopartikel perak yang disintesis dengan cara mereduksi ion Ag+ menggunakan kurkumin di bawah sinar matahari (cAgNPs). cAgNPs yang telah terbentuk dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer UV- Vis, FTIR, SEM-EDX, TEM, dan PSA. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa cAgNPs telah berhasil disintesis dengan warna oranye kecokelatan yang menghasilkan serapan khusus pada 433 nm. Hasil SEM dan TEM terhadap cAgNPs mengkonfirmasi bahwa cAgNPs memiliki ukuran di bawah 100 nm, yaitu 55-75 dengan SEM dan 48-50 nm dengan TEM. Perbedaan ukuran ini disebabkan oleh fasa material yang dianalisis. Analisis SEM menggunakan cAgNPs yang telah melalui proses pengendapan sehingga memungkinkan terjadinya aglomerasi, sementara pada analisis TEM menggunakan cAgNPs dalam bentuk terdispersi. Sementara itu, analisis menggunakan PSA memberikan hasil ukuran cAgNPs lebih besar, yaitu 99,3 nm dengan nilai PI 0,331 yang menunjukkan bahwa distribusi ukuran cAgNPs berada pada level moderate. Ukuran cAgNPs menggunakan PSA lebih besar dibandingkan SEM dan TEM karena pengukurannya berdasarkan diameter hidrodinamik. Analisis zeta potensial juga menunjukkan bahwa material memiliki nilai -32,5 ± 0,6 mV dengan CV 1,9% yang menunjukkan bahwa cAgNPs stabil dalam bentuk dispersi. Secara morfologi, citra TEM menunjukkan bahwa cAgNPs memiliki bentuk bulat yang dilapisi dengan bulatan (capping). Bulatan bagian diprediksikan sebagai Ag sementara bulatan bagian luar adalah kurkumin. Prediksi ini dikonfirmasi menggunakan FTIR yang menunjukkan bahwa cAgNPs memiliki vibrasi pada 1649 cm-1 yang diidentifikasikan sebagai serapan Ag yang bergeser dari serapan Ag pada AgNO3 akibat adanya interaksi baru kurkumin capping. Puncak serapan pada 2357 cm-1 yang sebelumnya ada pada AgNO3 menghilang pada cAgNPs. Sementara beberapa puncak yang sebelumnya dimiliki oleh kurkumin juga muncul pada cAgNPs, diantaranya puncak pada 3500 cm-1 yang mengindikasikan adanya OH dan puncak pada 698-401 yang menunjukkan adanya vibrasi oleh C=C alkena. Sebagai tambahan, uji KLT dilakukan untuk mengamati keberadaan kurkumin pada cAgNPs. Dari hasil pengujian, cAgNPS tidak memunculkan noda, sedangkan kurkumin memunculkan noda. Selain cAgNPs, pada penelitian ini juga dilakukan sintesis GO menggunakan metode Hummers dimodifikasi untuk meningkatkan performa elektroda dalam pengukuran secara elektrokimia. GO akan direduksi menjadi (electroreduced graphene oxide) yang dilakukan secara simultan dengan elektrodeposisi cAgNPs. Karakterisasi GO dilakukan menggunakan FTIR dan SEM. Spektra FTIR yang dihasilkan menunjukkan adanya vibrasi C=O karbonil pada 1656 cm-1, C-C dengan gugus O- H pada 1564 cm-1, COOH pada 1720 dan 3431 cm-1, C-O epoksi pada 1068, 1284, 1176, dan 1008 cm-1, serta alkena pada 856 cm-1. Secara morfologi, citra SEM menunjukkan bahwa GO berbentuk seperti lembaran berlapis. Material cAgNPs dan GO yang telah berhasil disintesis diaplikasikan sebagai pemodifikasi elektroda pasta karbon (EPK) dengan cara didispersikan dalam air lalu diteteskan. Modifikasi cAgNPs dilakukan secara elektrodeposisi menggunakan voltammetri siklik (CV) dengan elektrolit pendukung Na2SO4 0,1 M pada rentang -1,0 hingga 1,0 V sebanyak 25 siklus. Keberhasilan metode elektrodeposisi cAgNPs dikonfirmasi melalui karakterisasi SEM-EDX-Mapping. Analisis SEM-EDX-Mapping dilakukan dengan membandingkan antara EPK tidak termodifikasi, EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) tidak teraktivasi, dan EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) teraktivasi. cAgNPs yang terdeposisi di permukaan EPK berbentuk bulatan-bulatan kecil, dan metode aktivasi dengan CV sebanyak 10 siklus dalam NaCl 0,1 M dapat meningkatkan jumlah sebaran cAgNPs. Spektra EDX menunjukkan bahwa EPK/cAgNPS teraktivasi memberikan intensitas yang lebih tinggi dibandingkan yang tidak teraktivasi, mengindikasikan bahwa densitas permukaan yang lebih besar yang disebabkan oleh peningkatan jumlah sebaran cAgNPs. Sebagai studi awal analisis glukosa, EPK/cAgNPs digunakan untuk mendeteksi glukosa menggunakan teknik DPV (Differential Pulse Voltammetry) dengan laju pindai 100 mV detik-1. EPK/cAgNPs memberikan respon linier penurunan arus oksidasi cAgNPs terhadap penambahan konsentrasi glukosa. Dari tahapan ini pula diperoleh bahwa cAgNPs yang disintesis dengan volume kurkumin 50 µL (2,7 mM) memberikan linieritas dan sensitivitas lebih baik dibandingkan volume 100 dan 150 µL. Evaluasi pengukuran glukosa secara amperometri dilakukan terhadap EPK/cAgNPs tidak teraktivasi dan EPK/cAgNPs teraktivasi, yang menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs teraktivasi memiliki sensitivitas dan regresi lebih baik, sehingga EPK/cAgNPs teraktivasi dipilih untuk tahapan berikutnya. Adanya tambahan ERGO meningkatkan kinerja EPK/cAgNPs teraktivasi yang dibuktikan dengan pengukuran berulang (repeatability) glukosa 0,1961 mM dalam NaCl 0,1 M sebanyak 10 kali pengukuran (RSD = 7,73%, HorRat = 0,79). Selanjutnya, pengaruh pemberian potensial Edc pada amperometri untuk pengukuran glukosa menggunakan EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs dievaluasi terhadap glukosa dengan rentang konsentrasi 0,1961 – 1,6667 mM dan 9,99 – 205,68 ?M. Amperogram yang dihasilkan menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs memberikan 2 area kerja yaitu y1 dengan area kerja yang memiliki kemiringan lebih tinggi, serta y2 yang memiliki kemiringan lebih rendah. Kedua area kerja ini dapat dimanfaatkan untuk menganalisis kadar glukosa dalam sampel dengan konsentrasi rendah dan konsentrasi tinggi. Pada studi analisis senyawa pengganggu, senyawa pengganggu seperti Fe2+, Zn2+, KCl, Cu2+, dan asam askorbat dapat mempengaruhi pengukuran glukosa secara amperometri menggunakan EPK/cAgNPs dan memunculkan noda, sedangkan kurkumin memunculkan noda. Selain cAgNPs, pada penelitian ini juga dilakukan sintesis GO menggunakan metode Hummers dimodifikasi untuk meningkatkan performa elektroda dalam pengukuran secara elektrokimia. GO akan direduksi menjadi (electroreduced graphene oxide) yang dilakukan secara simultan dengan elektrodeposisi cAgNPs. Karakterisasi GO dilakukan menggunakan FTIR dan SEM. Spektra FTIR yang dihasilkan menunjukkan adanya vibrasi C=O karbonil pada 1656 cm-1, C-C dengan gugus O- H pada 1564 cm-1, COOH pada 1720 dan 3431 cm-1, C-O epoksi pada 1068, 1284, 1176, dan 1008 cm-1, serta alkena pada 856 cm-1. Secara morfologi, citra SEM menunjukkan bahwa GO berbentuk seperti lembaran berlapis. Material cAgNPs dan GO yang telah berhasil disintesis diaplikasikan sebagai pemodifikasi elektroda pasta karbon (EPK) dengan cara didispersikan dalam air lalu diteteskan. Modifikasi cAgNPs dilakukan secara elektrodeposisi menggunakan voltammetri siklik (CV) dengan elektrolit pendukung Na2SO4 0,1 M pada rentang -1,0 hingga 1,0 V sebanyak 25 siklus. Keberhasilan metode elektrodeposisi cAgNPs dikonfirmasi melalui karakterisasi SEM-EDX-Mapping. Analisis SEM-EDX-Mapping dilakukan dengan membandingkan antara EPK tidak termodifikasi, EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) tidak teraktivasi, dan EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) teraktivasi. cAgNPs yang terdeposisi di permukaan EPK berbentuk bulatan-bulatan kecil, dan metode aktivasi dengan CV sebanyak 10 siklus dalam NaCl 0,1 M dapat meningkatkan jumlah sebaran cAgNPs. Spektra EDX menunjukkan bahwa EPK/cAgNPS teraktivasi memberikan intensitas yang lebih tinggi dibandingkan yang tidak teraktivasi, mengindikasikan bahwa densitas permukaan yang lebih besar yang disebabkan oleh peningkatan jumlah sebaran cAgNPs. Sebagai studi awal analisis glukosa, EPK/cAgNPs digunakan untuk mendeteksi glukosa menggunakan teknik DPV (Differential Pulse Voltammetry) dengan laju pindai 100 mV detik-1. EPK/cAgNPs memberikan respon linier penurunan arus oksidasi cAgNPs terhadap penambahan konsentrasi glukosa. Dari tahapan ini pula diperoleh bahwa cAgNPs yang disintesis dengan volume kurkumin 50 µL (2,7 mM) memberikan linieritas dan sensitivitas lebih baik dibandingkan volume 100 dan 150 µL. Evaluasi pengukuran glukosa secara amperometri dilakukan terhadap EPK/cAgNPs tidak teraktivasi dan EPK/cAgNPs teraktivasi, yang menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs teraktivasi memiliki sensitivitas dan regresi lebih baik, sehingga EPK/cAgNPs teraktivasi dipilih untuk tahapan berikutnya. Adanya tambahan ERGO meningkatkan kinerja EPK/cAgNPs teraktivasi yang dibuktikan dengan pengukuran berulang (repeatability) glukosa 0,1961 mM dalam NaCl 0,1 M sebanyak 10 kali pengukuran (RSD = 7,73%, HorRat = 0,79). Selanjutnya, pengaruh pemberian potensial Edc pada amperometri untuk pengukuran glukosa menggunakan EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs dievaluasi terhadap glukosa dengan rentang konsentrasi 0,1961 – 1,6667 mM dan 9,99 – 205,68 ?M. Amperogram yang dihasilkan menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs memberikan 2 area kerja yaitu y1 dengan area kerja yang memiliki kemiringan lebih tinggi, serta y2 yang memiliki kemiringan lebih rendah. Kedua area kerja ini dapat dimanfaatkan untuk menganalisis kadar glukosa dalam sampel dengan konsentrasi rendah dan konsentrasi tinggi. Pada studi analisis senyawa pengganggu, senyawa pengganggu seperti Fe2+, Zn2+, KCl, Cu2+, dan asam askorbat dapat mempengaruhi pengukuran glukosa secara amperometri menggunakan EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs. Dari tahapan-tahapan pengukuran yang dilakukan, mekanisme reaksi pada permukaan elektroda melibatkan reaksi adsorpsi molekul glukosa sehingga dapat menurunkan reaksi oksidasi cAgNPs.
PENGEMBANGAN MEMBRAN PALADIUM UNTUK PEMISAHAN HIDROGEN: STUDI INTERAKSI GAS PENGOTOR DAN RESPON TERHADAP KONDISI OPERASI DINAMIK.
Teknologi pemisahan hidrogen memiliki peran penting dalam aplikasi hidrogen sebagai energi pembawa (carrier energy) bersih masa depan. Teknologi membran berbasis paladium merupakan salah satu teknologi yang terus dikembangkan sebagai teknologi pemisahan hidrogen dengan selektivitas sangat tinggi yang mencapai 100%. Logam paladium merupakan logam dengan harga yang mahal dan langka serta memiliki ketahanan mekanik dan termal yang kurang baik. Salah satu metode untuk memperbaiki sifat tersebut adalah dengan memodifikasinya menjadi paduan dengan logam lain seperti Ag, Cu, dan Au. Membran paduan Pd-Ag dilaporkan memiliki permeabilitas H2 relatif tinggi dibandingkan dengan paduan logam lain. Sementara itu, membran paduan Pd-Ag-Au dilaporkan memiliki ketahanan kimia yang baik. Membran Pd-Ag dan Pd-Ag-Au menjadi pilihan utama dalam pengembangan membran binary dan ternary dengan selektivitas dan ketahanan kimia yang tinggi untuk proses pemisahan H2. Berbagai metode sintesis membran berbasis paladium telah dikembangkan oleh para peneliti sebelumnya. Dari berbagai metode sintesis membran tersebut, membran berbasis paladium yang menggunakan metode sintesis electroless plating memiliki permeabilitas hidrogen yang tinggi. Untuk mendapatkan metode electroless plating yang optimal, berbagai modifikasi telah dikembangkan, seperti variasi komposisi bak pelapisan, variasi bahan kimia yang digunakan, penggunaan kondisi vakum, tekanan osmosis, dan juga variasi yang berkaitan dengan prosedur pelapisan electroless plating. Studi terkait pengaruh tingkat vakum yang berbeda pada proses electroless plating terhadap karakteristik membran paduan berbasis paladium belum pernah dilaporkan sebelumnya. Penelitian ini akan mengkaji pengaruh aplikasi vakum pada proses pembuatan membran Pd-Ag dan Pd-Ag-Au dengan metode electroless plating. Membran paduan paladium diaplikasikan untuk pemisahan hidrogen dengan umpan berupa campuran gas. Keberadaan gas pengotor dalam umpan menjadi salah satu tantangan dalam aplikasi membran berbasis paladium. Gas pengotor di umpan dapat menjadi inhibitor maupun menjadi penyebab terjadinya fenomena polarisasi konsentrasi untuk hidrogen berpermeasi di permukaan membran paladium. Fenomena ini dapat menurunkan kinerja membran secara signifikan. Evaluasi kinerja membran Pd-Ag yang disintesis dengan bantuan vakum dipelajari dalam penelitian ini. Evaluasi kinerja membran Pd-Ag dilakukan secara tunak maupun dinamik. Evaluasi secara tunak dilakukan untuk mengetahui efek tiap gas pengotor yang terlibat terhadap nilai fluks H2. Sementara itu, operasi dinamik digunakan untuk mengurangi efek inhibisi maupun fenomena polarisasi konsentrasi yang terjadi karena kehadiran gas pengotor di sisi umpan. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengembangkan membran berbasis paladium untuk proses pemisahan hidrogen serta melakukan evaluasi kinerja membran dengan adanya gas pengotor berupa CH4, CO, CO2, dan H2O dalam keadaan tunak dan dinamik. Dalam penelitian ini, sintesis membran berbasis paladium dilakukan dengan metode electroless plating secara sirkulasi dengan modifikasi kondisi vakum. Pelapisan dilakukan secara berurutan di mana pelapisan paladium dilakukan terlebih dahulu dan dilanjutkan dengan pelapisan perak. Dua tingkat vakum yang berbeda digunakan dalam proses pelapisan paladium, yaitu -1 inHg dan -5 inHg. Proses anealing dilakukan pada suhu 600 oC selama 6 jam dalam lingkungan hidrogen untuk membentuk membran paduan. Membran Pd-Ag dan Pd-Ag-Au yang dihasilkan selanjutnya dianalisis menggunakan SEM EDS, XRD, dan AFM. Evaluasi membran dilakukan secara tunak maupun dinamik dengan melibatkan empat gas pengotor berupa CH4, CO, CO2, H2O, dan Argon sebagai balancing gas pada suhu permeasi medium, yaitu 300 oC. Keempat gas tersebut merepresentasikan gas yang terlibat dalam reaksi reformasi kukus maupun kering dan juga penggeseran air gas. Evaluasi kinerja membran dilakukan dengan menggunakan rangkain peralatan uji coba membran dengan konfigurasi shell dan tube yang dilengkapi dengan mass flow controller, heater, furnace, kondensor, temperature controller, dan on-line Gas Chromatography. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan vakum dapat mempercepat deposisi logam pada permukaan alumina dan menghasilkan lapisan paladium yang lebih tipis dengan ketebalan 7,28 ± 0,57 ?m dan kekasaran permukaan rata-rata 19,27 nm. Namun, penggunaan vakum juga dapat menginisiasi terjebaknya pengotor pada permukaan membran, yang menghasilkan membran yang lebih tebal. Proses anil dengan suhu lebih rendah dan waktu yang lama dapat lebih baik membuat paduan logam yang homogen dibandingkan suhu tinggi dan waktu yang singkat. Pemilihan pendukung alumina yang baik sangat menentukan keberhasilan proses pelapisan logam. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa nilai permeabilitas H2 membran Pd-Ag (M1) pada suhu 300 oC menunjukkan nilai terbaik, yaitu 6,85 x 10-9 mol·m-1·detik-1·Pa-0,5 dibandingkan dengan membran Pd-Ag (M4) dan Pd-Ag- Au (M7). Nilai permeabilitas H2 meningkat dengan kenaikan suhu permeasi. Nilai permeabilitas H2 dipengaruhi oleh komposisi membran, metode pembuatan, dan proses anil. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa energi aktivasi membran Pd-Ag (M1), yaitu 4,12 kJ/mol lebih kecil dibandingkan nilai energi aktivasi membran Pd- Ag-Au (M7), yaitu 8,64 kJ/mol. Penambahan komponen Au dapat meningkatkan energi penghalang untuk gas berpermeasi melewati kisi logam. Selanjutnya, hasil evaluasi dengan menggunakan berbagai gas pengotor menunjukkan bahwa gas CO2, CH4, H2O, dan Ar menunjukkan efek non inhibisi pada permukaan membran Pd-Ag. Penurunan fluks H2 dengan kehadiran gas tersebut hanya karena efek pengenceran. Hal ini berbeda dengan gas CO yang menunjukkan efek inhibisi pada permukaan membran. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa efek inhibisi gas CO tidak cukup signifikan pada membran Pd-Ag dibandingkan dari berbagai laporan peneliti terdahulu. Sementara itu, membran Pd- Ag-Au memiliki CO adsorption coverage yang lebih rendah dibandingkan Pd-Ag. Hasil evaluasi Hukum Sieverts dengan kehadiran gas pengotor menunjukkan bahwa model persamaan yang dikembangkan oleh Barbierri dkk. cukup baik merepresentasikan hasil penelitian pada kondisi permeasi yang digunakan. Hasil fitting konstanta menunjukkan bahwa nilai konstanta adsorpsi gas CO lebih besar dibandingkan dengan gas lainnya. Hal ini mengindikasi ada ikatan kuat antara gas CO dan membran Pd-Ag. Hasil evaluasi dengan operasi dinamik menunjukkan bahwa operasi dinamik telah berhasil meningkatkan kinerja membran Pd-Ag. Hal ini terlihat dari peningkatan nilai fluks H2 dan persen penjumputan H2 dibandingkan saat kondisi tunak. Peningkatan ini mungkin disebabkan oleh efek perturbasi yang dihasilkan dengan operasi dinamik dapat secara efektif menurunkan efek inhibisi maupun efek polarisasi konsentrasi di sisi umpan. Kondisi optimum operasi dinamik dipengaruhi oleh banyak variabel seperti nilai switching time, pola input yang digunakan, nilai amplitudo umpan, serta komposisi umpan yang digunakan. Misalnya saat menggunakan umpan gas campuran, nilai switching time optimal adalah 10 menit dengan amplitudo umpan kecil yaitu 80/120 mL/menit. Persen peningkatan fluks tertinggi sebesar 17,2% diperoleh dengan operasi dinamik dengan pola injeksi reguler selama 10 detik dengan nilai switching time 8 menit dengan menggunakan umpan gas campuran.
ANALISIS DINAMIKA MAGMATISME BERDASARKAN CITRA SATELIT SAR (SYNTHETIC APERTURE RADAR) DAN TOMOGRAFI GEMPA VULKANIK UNTUK MEMPREDIKSI FASE LETUSAN GUNUNG SINABUNG
Gunung Sinabung merupakan salah satu gunung teraktif di Pulau Sumatra. G.Sinabung terletak di Sumatra Utara, Kabupaten Karo, Medan dan berada diantara zona deflasi dari Gunung Toba Purba. Secara tektonik, G. Sinabung terbentuk di dalam pull apart basin Toba dan Sesar Sumatra Sistem mempengaruhi morfologi dari kompleks Toba. Berdasarkan catatan aktivitas gunung api PVMBG, G. Sinabung kembali aktif pada tahun 2010 setelah “tertidur” selama 400 tahun. Aktivitas erupsi G. Sinabung meningkat sejak 2013 hingga berhenti di tahun 2021. Adapun aktivitas erupsi G. Sinabung berupa phreatic (2010), phreatic - phreatomagmatic (September – Desember 2013), intrusi magma dan lava flow (Desember 2013 – pertengahan 2014), pertumbuhan dan runtuhan kubah lava (Desember 2014 – pertengahan 2015), pertengahan 2015 erupsi G. Sinabung berubah menjadi dominan vulkanian hingga tahun 2021. Peningkatan aktivitas gunung api berupa deformasi permukaan, seismisitas, emisi gas, perubahan temperatur pada lava dome atau hidrotermal dapat menjadi indikator untuk mengamati gunung api sebelum terjadinya erupsi. Penelitian ini melakukan integrasi metode pengamatan satelit dan permukaan untuk mengidentifikasi karakteristik erupsi berdasarkan deformasi permukaan pada puncak gunung dan aktivitas seismik G. Sinabung. Pengamatan deformasi di permukaan dilakukan secara multitemporal menggunakan metode NSBAS dari perangkat lunak LiCSBAS. Total citra yang digunakan yaitu 1145 orbit ascending dan 765 orbit descending. Hasil pengamatan pada puncak G. Sinabung menunjukkan terjadi deformasi inflasi-deflasi dari tahun 2014 hingga 2021 (4 fase erupsi), dimana deformasi maksimum berkorelasi dengan erupsi G. Sinabung. Fenomena erupsi ini tercatat berkaitan dengan runtuhnya kubah lava. Namun, pada erupsi 19 Februari 2018 yang tercatat sebagai erupsi eksplosif dengan skala 4 VEI. Puncak G. Sinabung masih menunjukkan deformasi inflasi hingga bulan Mei 2019, yang diawali dengan erupsi freatik. Setelah erupsi kembali pada Mei 2019, kubah lava tercatat mengalami deformasi deflasi dan pada 9 Juni 2019 terjadi erupsi dengan skala 4 VEI, sama seperti 19 Februari 2018. Analisis katalog seismik PVMBG, sebelum erupsi Februari 2018 tercatat banyak gempa low-frequency dan VT-A sedangkan sebelum erupsi Juni 2019, gempa low-frequency jarang terjadi. Berdasarkan katalog seismik, erupsi Februari 2018 dan Juni 2019 menunjukkan dua sumber erupsi yang berbeda. Oleh karena itu, analisis seismik tomografi gempa lokal dilakukan untuk mengidentifikasi model magmatisme G. Sinabung pada dua waktu erupsi tersebut. Berdasarkan hasil pengamatan rekaman seismik pada periode Oktober 2017 hingga Februari 2018 dan Februari hingga Juli 2019 diperoleh 1082 kejadian gempa. Pengamatan pada rentang tahun 2017 hingga Februari 2018 terdeteksi 710 kejadian gempa dengan keterangan 384 gempa vulkano-tektonik tipe A (gelombang P dan S jelas) sedangkan 326 merupakan gempa gabungan dari gempa hybrid, gempa vulkano–tektonik dangkal dan frekuensi rendah. Adapun pada rentang Maret – Juli 2019 telah teridentifikasi 372 gempa dengan rincian 176 gempa vulkano-tektonik (gelombang P dan S jelas) sedangkan 196 gempa gabungan dari gempa hybrid, gempa vulkano–tektonik dangkal dan frekuensi rendah. Selanjutnya, dari 1082 gempa yang teridentifikasi hanya 526 gempa yang dapat digunakan untuk memodelkan magmatisme G. Sinabung menggunakan tomografi seismik waktu tempuh. Hasil pemetaan hiposenter gempa, gempa terdistribusi dari G. Sinabung hingga G. Sibayak dengan rentang kedalaman dari -1 hingga 8 km. Selain itu, berdasarkan waktu periode pengamatan, gempa sebelum erupsi Februari 2018 dominan terletak di antara G. Sinabung – Sibayak sedangkan gempa sebelum erupsi Juni 2019 terdistribusi di sekitar G. Sinabung. Gempa yang terjadi diantara G. Sinabung – Sibayak dianalisis lebih lanjut menggunakan model gaya berat dari GGMplus. Berdasarkan anomali residual, gempa dikelompokkan menjadi 5 zona yaitu, Zona 1 (Z1) gempa di sekitar G. Sinabung diduga bersumber dari aktivitas vulkanik, gempa Zona 2 (Z2) diduga berasal dari Sesar yang terletak di timur G. Sinabung, gempa zona 4 diduga merupakan gempa lanjutan dari gempa tektonik yang terjadi pada 17 Januari 2017. Sedangkan, gempa Zona 3 (Z3) dan Zona 5 (Z5) belum dapat diidentifikasi dikarenakan kurangnya informasi geologi di area tersebut. Gempa Z3 dan Z5 berkorelasi dengan kontras anomali residual yang diduga menunjukkan batas litologi, zona lemah, dan struktur geologi. Berdasarkan analisis morfometri (kelurusan dan sungai), ditemukan jejak kelurusan yang memotong sungai di antara G. Sinabung – Sibayak yang menandakan jejak tektonik aktif, dan sungai yang mengalami pergeseran terbesar terletak di antara gempa di Z3. Sehingga, gempa pada Z3 diduga merupakan gempa tektonik lokal. Selanjutnya, identifikasi karakteristik litologi dan magmatisme G. Sinabung dideskripsikan berdasarkan kecepatan Vp dan rasio Vp/Vs yang dihasilkan dari tomografi seismik. Hasil uji resolusi menunjukkan bahwa area terang memiliki resolusi tinggi sedangkan gelap tidak terresolusi dengan baik dengan kedalaman dari -1 km hingga 2 km. Pada kedalaman -1 km di bawah puncak G. Sinabung, terdapat anomali Vp rendah dan Vp/Vs tinggi yang diduga merupakan magma dari G. Sinabung. Di bawah anomali ini (kedalaman 0 – 2 km) ditemukan Vp tinggi dan Vp/Vs rendah yang diduga merupakan magma yang telah mendingin dan mengeras sehingga memiliki porositas rendah dan densitas batuan meningkat. Berdasarkan hiposenter gempa sebelum erupsi, teridentifikasi gempa erupsi Februari 2018 berada di kedalaman 0.13 km di bawah puncak sedangkan gempa erupsi Juni 2019 berada di kedalaman -1.03 km. Hal ini menandakan erupsi Juni 2019 lebih dangkal dibandingkan erupsi Februari 2018. Hasil ini tervalidasi berdasarkan termobarometri mineral plagioklas yang menunjukkan temperatur sampel erupsi Juni 2019 (981oC) lebih rendah dibandingkan Februari 2018 (1034oC).
SINERGI PEPTIDA PENARGET ?-ROLL DAN EKTOIN: STRATEGI BARU UNTUK MENGHAMBAT FUNGSI NS1 VIRUS DENGUE SEROTIPE 2
Demam berdarah dengue (DBD) masih menjadi salah satu masalah kesehatan global dengan tingkat morbiditas dan mortalitas yang tinggi, terutama di negara tropis seperti Indonesia. DBD disebabkan oleh virus dengue (DENV) yang disebarkan oleh vektor nyamuk Aedes aegypti. DENV terdiri atas empat serotipe utama, yaitu DENV-1 hingga DENV-4, dengan DENV-2 dan DENV-3 merupakan serotipe yang paling sering menyebabkan kasus infeksi berat di Indonesia. Vaksin untuk DBD telah tersedia namun efektivitasnya masih terbatas sementara itu, antivirus spesifik yang mampu menghambat replikasi virus dengue belum ditemukan hingga saat ini. Secara struktural, DENV tersusun atas tiga protein struktural (C, prM/M, dan E) serta tujuh protein non- struktural (NS1, NS2A/B, NS3, NS4A/B dan NS5). Di antara protein non-struktural DENV, protein NS1 memiliki peran krusial dalam proses replikasi virus, mekanisme sekresi, patogenesis penyakit, serta modulasi dan penghindaran respons imun inang. Protein NS1 berfungsi optimal dalam bentuk dimer dan hexamer (trimer dari dimer). Protein NS1 memiliki tiga domain, di mana domain ?-roll berperan sebagai elemen kunci dalam pembentukan antarmuka dimer. Domain ?-roll ini terdiri atas 19 residu asam amino dari masing-masing rantai yang saling berinteraksi membentuk dimer NS1 yang stabil. Dengan demikian, domain ini menjadi target yang sangat menjanjikan untuk intervensi terapeutik, karena gangguan terhadap struktur ?-roll diperkirakan dapat menghambat proses dimerisasi dan menurunkan fungsi biologis NS1. Pendekatan terapeutik berbasis peptida telah banyak dieksplorasi sebagai inhibitor untuk berbagai protein virus dengue. Peptida sintetik memiliki keunggulan dalam hal spesifisitas dan kemampuan meniru antarmuka alami protein–protein. Namun demikian, kendala utama peptida terapeutik adalah rendahnya stabilitas dan bioavailabilitas in vivo akibat degradasi oleh enzim protease serta keterbatasan difusi dalam sistem biologis. Oleh karena itu, penelitian ini mengusulkan sistem ko-pelarut menggunakan ektoin, yaitu osmolit alami bermuatan zwitterion yang dikenal berperan sebagai chemical chaperone untuk menstabilkan protein dan peptida dalam lingkungan air. Penggunaan ektoin diharapkan dapat meningkatkan kestabilan struktural dan afinitas pengikatan peptida terhadap target proteinnya. Inovasi utama penelitian ini adalah sintesis peptida 19-mer yang urutannya berasal dari urutan ?-roll protein NS1 DENV-2, karena serotipe ini diketahui memiliki tingkat virulensi yang lebih tinggi, asosiasi yang kuat dengan manifestasi klinis berat, serta dominasi epidemiologis yang luas di wilayah endemik, termasuk Indonesia. Oligopeptida ini diharapkan berfungsi sebagai pengganggu terbentuknya dimer NS1 sehingga dapat menurunkan atau bahkan menghilangkan fungsi biologis NS1 dalam patogenitas DBD. Peptida ini kemudian dievaluasi secara in vitro untuk menilai potensinya dalam mengganggu struktur dan fungsi NS1. Serangkaian pengujian dilakukan untuk memperoleh data komprehensif meliputi: (1) Surface Plasmon Resonance (SPR) untuk menentukan afinitas dan parameter termodinamika interaksi peptida–NS1; (2) Circular Dichroism (CD) spectroscopy untuk mengamati perubahan struktur sekunder protein target setelah pengikatan; dan (3) Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) untuk menilai perubahan kemampuan pengenalan NS1 oleh antibodi spesifik setelah berinteraksi dengan peptida. Selain itu, analisis komputasi menggunakan penambatan molekuler (HADDOCK) dan simulasi dinamika molekul (AMBER FF19SB, 500 ns) dilakukan untuk menganalisis mode pengikatan, jaringan kontak antarmolekul, serta kestabilan kompleks selama waktu simulasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peptida ?-roll berikatan kuat dengan NS1, dengan nilai konstanta disosiasi (KD) sebesar 0,14 ± 0,01 ?M dan perubahan energi bebas Gibbs (?G) sekitar ?9,34 ± 0,08 kkal/mol, menandakan interaksi yang kuat. Penambahan ektoin sebagai ko-pelarut meningkatkan kestabilan dan afinitas pengikatan, menghasilkan nilai KD 0,12 ± 0,01 ?M dan ?G ?9,44 ± 0,06 kkal/mol. Analisis statistik menunjukkan peningkatan yang bermakna (p < 0,05) antara kondisi dengan dan tanpa ektoin, mengindikasikan peran ektoin dalam memperkuat interaksi peptida–NS1. Spektrum CD memperlihatkan penurunan konten ?-sheet sebesar sekitar 9% ± 0,1% serta penurunan proporsi ?-heliks, menunjukkan terjadinya disrupsi elemen struktural di sekitar domain ?-roll. Sementara itu, hasil ELISA menunjukkan penurunan nilai absorbansi OD450 secara konsentrasi-dependent, menggambarkan berkurangnya pengenalan NS1 oleh antibodi spesifik akibat perubahan struktur NS1. Analisis in silico melalui penambatan molekul menunjukkan bahwa peptida berikatan kuat pada area sekitar domain ?-roll monomer NS1. Ketika dilakukan penambatan molekul terhadap kompleks dimer, terbentuk konfigurasi NS1–peptida–NS1, di mana keberadaan peptida pada antarmuka ?-roll mencegah interaksi langsung antar-rantai NS1. Kondisi ini mengubah orientasi dimer alami sehingga kompleks dimer tidak lagi terbentuk secara sempurna, menandakan potensi peptida untuk menghambat proses dimerisasi NS1 secara kompetitif. Selanjutnya, hasil simulasi dinamika molekul 500 ns menunjukkan trajektori RMSD yang stabil dan jaringan ikatan hidrogen yang persisten sepanjang waktu simulasi. Perhitungan energi bebas pengikatan menggunakan metode MM-PBSA dan MM- GBSA menghasilkan nilai masing-masing ?0,9 kkal/mol dan ?19,56 kkal/mol, yang menegaskan kestabilan kompleks peptida-NS1 dan kontribusi dominan gaya elektrostatik serta van der Waals terhadap interaksi yang terbentuk. Secara keseluruhan, hasil eksperimental dan komputasional mendukung hipotesis bahwa peptida turunan domain ?-roll mampu mengganggu struktur dan fungsi NS1 melalui mekanisme kompetitif terhadap antarmuka dimerisasi. Penambahan ektoin terbukti berkontribusi dalam meningkatkan stabilitas interaksi peptida, baik secara termodinamika maupun struktural. Temuan ini memberikan dasar ilmiah yang kuat untuk pengembangan terapi peptida berbasis ?-roll yang distabilkan osmolit sebagai pendekatan baru untuk menekan morbilitas dan mortalitas DBD, khususnya yang disebabkan oleh DENV-2.
MEMBRAN DAN POLIMER TERCETAK MOLEKUL TIRUAN BERBASIS ANTRON UNTUK ANALISIS FLUORENA DAN FENANTRENA DALAM AIR SUNGAI
Hidrokarbon Aromatik Polisiklik (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAH) merupakan kelompok polutan organik hidrofobik yang banyak ditemukan di lingkungan perairan akibat aktivitas antropogenik, seperti pembakaran bahan bakar fosil, emisi industri, dan limpasan permukaan. Di antara senyawa-senyawa tersebut, fluorena dan fenantrena termasuk PAH bermassa molekul rendah yang paling sering terdeteksi di air sungai maupun air permukaan. Karena memiliki kestabilan kimia yang tinggi dan sifat lipofilik, keduanya sulit terurai secara hayati serta cenderung terakumulasi dalam sedimen dan organisme perairan, sehingga berpotensi menyebabkan pencemaran jangka panjang. Lebih jauh lagi, fluorena dan fenantrena diketahui bersifat toksik dan diduga memiliki potensi mutagenik atau karsinogenik. Oleh karena itu, pemantauan kedua senyawa ini dalam sampel air lingkungan menjadi penting untuk menjamin keamanan kualitas air. Analisis fluorena dan fenantrena dalam air sungai umumnya dilakukan menggunakan kromatografi gas atau kromatografi cair kinerja tinggi, yang diawali dengan tahapan preparasi awal sampel seperti ekstraksi cair–cair dan clean up. Konsentrasi fluorena dan fenantrena yang sangat rendah dalam matriks sampel yang kompleks menyebabkan tahapan preparasi awal tersebut berpotensi menurunkan akurasi dan presisi hasil analisis. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, pendekatan yang banyak dikembangkan adalah penggunaan materi tercetak molekul pada saat preparasi sampel menggunakan teknik ekstraksi fase padat. Bahan ini dirancang dengan menciptakan situs pengenalan yang komplementer terhadap analit target, baik dari segi bentuk maupun interaksi fungsional. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa materi tercetak molekul mampu memberikan afinitas dan selektivitas tinggi. Materi tercetak molekul konvensional yang disintesis dengan menggunakan analit asli yang berbahaya sebagai cetakan memiliki dua kelemahan: pertama, adanya risiko keamanan akibat penggunaan langsung molekul target berbahaya; dan kedua, kemungkinan terjadinya template bleeding, yaitu pelepasan residu molekul cetakan yang masih terperangkap di dalam materi dapat terlepas selama analisis, sehingga menghasilkan sinyal positif palsu yang menurunkan keakuratan hasil analisis. Sebagai solusi, dikembangkan strategi material tercetak molekul tiruan, yaitu pendekatan pencetakan molekul menggunakan molekul analog yang lebih aman sebagai pengganti molekul target berbahaya. Dalam penelitian ini digunakan antron yang memiliki kemiripan struktur dengan fluorena dan fenantrena sebagai molekul cetakan tiruan yang aman. Tahapan penelitian diawali dengan pemilihan pasangan beberapa monomer– molekul cetakan antron, fluorena dan fenantrena menggunakan pendekatan komputasi. Perhitungan Density Functional Theory (DFT) dengan metode PBEh- 3c digunakan untuk mengevaluasi energi ikatan dan kestabilan kompleks monomer–molekul cetakan. Selanjutnya dilakukan verifikasi eksperimental melalui titrasi UV-Vis, lalu data dianalisis menggunakan model Benesi–Hildebrand untuk menghitung konstanta ikatan, persamaan Hill untuk menilai kooperativitas interaksi, serta plot Job untuk menentukan rasio stoikiometri kompleks monomer – molekul cetakan. Stirena merupakan monomer fungsional terpilih yang dapat berinteraksi dengan antron, fluorena dan fenantrena. Stirena sebagai monomer fungsional berinteraksi dengan antron memberikan nilai energi ikatan (?E) dan energi bebas Gibbs standar (?G°) berturut-turut sebesar -13,23 kcal/mol dan - 12,174 kcal/mol. Berdasarkan analisis Hill dan plot Job, rasio 1:2 kompleks antron – stirena memberikan hasil terbaik. Berdasarkan hasil kajian komputasi dan verifikasi tersebut, membran tercetak molekul tiruan atau Dummy Molecularly Imprinted Membrane (DMIM) disintesis melalui polimerisasi in situ berbasis jaring polimer semi-interpenetrasi (semi-IPN) dengan membran polivinilidena fluorida (PVDF), antron sebagai molekul cetakan tiruan, stirena sebagai monomer fungsional, etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) sebagai pengikat silang, benzoil peroksida (BPO) sebagai inisiator dan asetonitril sebagai porogen. Proses ini memungkinkan terbentuknya situs cetakan di sekitar serat tanpa merusak morfologi, sehingga dihasilkan membran komposit tercetak molekul dengan luas permukaan tinggi, stabilitas mekanik baik, dan kemampuan pengikatan yang selektif terhadap fluorena dan fenantrena. Membran PVDF yang digunakan sebagai membran pendukung dalam sintesis DMIM diperoleh melalui proses elektrospinning pada kondisi optimum, yaitu konsentrasi larutan PVDF 20% b/v dalam dimetilformamida, tegangan 16 kV, jarak kolektor 18 cm, dan laju alir 0,5 mL/jam. Kombinasi parameter tersebut menghasilkan keseimbangan yang baik antara kestabilan semburan, penguapan pelarut, dan viskositas larutan, sehingga terbentuk membran dengan serat halus, distribusi diameter yang seragam, serta struktur pori terbuka yang sesuai untuk mendukung pembentukan situs cetakan pada DMIM. Sebagai pembanding, polimer tercetak molekul tiruan atau Dummy Molecularly Imprinted Polymer (DMIP) berbentuk serbuk polimer, disintesis melalui metode presipitasi dengan komposisi yang sama dengan DMIM tanpa komponen membran PVDF. Karakterisasi material dilakukan untuk menunjukkan performa DMIM dan DMIP. Hasil FTIR mengonfirmasi keberhasilan pembentukan polimer. SEM memperlihatkan morfologi materi membran dan polimer. Uji TGA membuktikan stabilitas termal, dan analisis BET–BJH menunjukkan pori dan luas permukaan yang berkontribusi pada kapasitas adsorpsi. Analisis PSA hanya digunakan untuk menentukan distribusi ukuran partikel DMIP. Studi isoterm adsorpsi menunjukkan membran DMIM memiliki kapasitas maksimum adsorpsi sebesar 130,86 mg/g untuk fluorena dan 453,03 mg/g untuk fenantrena, dengan Imprinting Factor (IF) masing-masing 2,01 untuk fluorena dan 2,17 untuk fenantrena. Adsorpsi fluorena pada membran DMIM mengikuti model Freundlich (R² = 0,9998), sedangkan adsorpsi fenantrena sesuai dengan model Langmuir (R² = 0,9999). Sedangkan DMIP memiliki kapasitas adsorpsi maksimum berturut-turut sebesar 12,22 mg/g untuk fluorena dan 16,48 mg/g untuk fenantrena, dengan IF masing-masing 1,16 untuk fluorena dan 1,09 untuk fenantrena, Adsorpsi fluorena pada DMIP paling sesuai dengan model Langmuir (R² = 0,9988), sedangkan adsorpsi fenantrena sesuai dengan model Freundlich (R² = 0,9997). Studi kinetika DMIM dan DMIP mengikuti model pseudo second order (PSO) dengan konstanta laju adsorpsi (k2) DMIM untuk fluorena dan fenantrena menunjukkan nilai 0,0026 g·mg?¹·menit?¹ untuk keduanya. Sedangkan DMIP menunjukkan nilai k? sebesar 0,0059 g·mg?¹·menit?¹ untuk fluorena dan 0,0261 g·mg?¹·menit?¹ untuk fenantrena. Analisis sampel air sungai simulasi menggunakan ekstraksi fase padat sistem dispersif DMIM dan HPLC menggunakan kolom C-18, fase gerak campuran asetonitril-air (70:30), laju alir 1 mL/menit, volume injeksi 50 µL dan deteksi UV- 254 nm menunjukkan nilai perolehan kembali 86,61–112,42% dengan simpangan baku relatif 1,34-4,06% untuk fluorena, serta nilai perolehan kembali 88,83– 92,40% dan simpangan baku relatif 3,20-4,70 % untuk fenantrena. Analisis sampel air sungai simulasi menggunakan DMIP sebagai sorben ekstraksi fase padat sistem kartrid dan HPLC dengan sistem kromatografi yang sama menunjukkan nilai perolehan kembali 91,44–105,84% dengan simpangan baku relatif 1,54-4,23% untuk fluorena serta nilai perolehan kembali 97,25–99,85% dengan simpangan baku relatif 0,81-2,93% untuk fenantrena. Penelitian ini juga membuktikan bahwa DMIM dan DMIP merupakan alternatif sorben yang aman dan selektif untuk preparasi sampel dalam analisis pemantauan polutan fluorena dan fenantrena di lingkungan perairan. Dengan hasil tersebut, DMIM dan DMIP berbasis antron berpotensi dikembangkan lebih lanjut untuk analisis polutan PAH berbahaya lainnya di berbagai matriks lingkungan.
COMPUTATIONAL STUDY OF CALLUS EVOLUTION FROM REPAIR TO REMODELLING IN INTRAMEDULLARY-NAILED FEMUR FRACTURES
Penyembuhan tulang setelah fiksasi intramedullary nailing tidak berhenti saat jembatan tulang pertama kali terbentuk, karena callus masih harus beradaptasi terhadap lingkungan mekanis selama remodelling jangka panjang. Penelitian ini mengembangkan kerangka komputasional untuk menghubungkan fase perbaikan dan remodelling pada fraktur femur yang ditangani dengan intramedullary nail. Model fraktur femur berbasis CT diberi kondisi pembebanan berjalan fisiologis. Fase perbaikan disimulasikan menggunakan algoritma mechanoregulation yang dimodifikasi hingga terbentuk jembatan tulang kontinu. Morfologi callus yang dihasilkan kemudian ditransfer ke simulasi remodelling yang dikendalikan oleh stimulus strain energy density dan microdamage. Model ini digunakan untuk mengevaluasi perubahan morfologi callus, distribusi sifat material, daerah tidak aktif, serta pembagian beban antara callus dan implan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa jembatan callus bagian tengah mengalami peningkatan kekakuan dan densitas secara bertahap, sedangkan daerah callus perifer dengan stimulus mekanis rendah cenderung mengalami resorpsi. Temuan ini menunjukkan bahwa remodelling pasca-perbaikan berlangsung tidak seragam secara spasial dan sangat dipengaruhi oleh transfer beban lokal di sekitar intramedullary nail. Kerangka ini dapat menjadi dasar untuk mengevaluasi pengaruh skenario rehabilitasi atau pembebanan yang berbeda terhadap penyembuhan fraktur jangka panjang dan stress shielding akibat implan.
CELAH STRUKTURAL PEMBIAYAAN INFRASTRUKTUR LINTAS-DAERAH : ANALISIS HAMBATANKOORDINASI HORIZONTAL DAN KERANGKA ALTERNATIF AGREGASI VERTIKAL
Penelitian ini menguji kelayakan model Build-Transfer-Lease (BTL) dalam kerangka KPBU Indonesia untuk pembiayaan infrastruktur daerah, serta merumuskan prinsip reformasi regulasi jika model tersebut tidak dapat diterapkan. Penelitian dilatarbelakangi oleh celah struktural yang teridentifikasi melalui Indeks Kesenjangan Implementasi (IGI) sebesar 86,6% terdiri dari Fiscal Gap (86%), Scale Gap (93%), Coordination Gap (100%), dan Regulatory Gap (67,5%) serta keterbatasan model KPBU Indonesia yang berbasis BOT termodifikasi untuk infrastruktur skala kecil dan non-revenue-generating. Dengan pendekatan kuantitatif deskriptif-komparatif menggunakan data sekunder dari DJPK Kementerian Keuangan, Bappenas PPP Book, dokumen proyek SPAM Tuk Jambe, dan regulasi KPBU, serta survei kepada 35 ahli KPBU, penelitian menemukan bahwa model BTL tidak dapat diterapkan di bawah regulasi KPBU saat ini. Analisis konten terhadap Peraturan Menteri PPN/Kepala Bappenas Nomor 9 Tahun 2025 menunjukkan bahwa regulasi tidak mengadopsi transfer aset di awal disertai pembayaran sewa berkala, tetap mensyaratkan koordinasi horizontal, dan membatasi Availability Payment sebagai pembayaran satu arah. Kasus Tuk Jambe diframing ulang sebagai ilustrasi counterfactual BTL, di mana koordinasi horizontal bukan akar masalah melainkan konsekuensi dari syarat konsolidasi kepemilikan dalam model saat ini. Simulasi Discounted Cash Flow (DCF) empiris membuktikan bahwa agregasi vertikal melalui entitas pembiayaan pusat (BUMN) menjadi prasyarat mutlak kelayakan finansial. Dengan tarif dasar pro-rakyat (Rp 4.784/m³), proyek standalone hanya menghasilkan IRR 7,96% di bawah WACC daerah 8,90%, sehingga menjadi tidak layak. Kelayakan marjinal (IRR 7,96%, NPV positif) hanya tercapai melalui kombinasi suntikan belanja modal APBN sebagai hibah (grant) dan penurunan WACC menjadi 7,63% melalui agregasi BUMN. Penelitian merumuskan tiga prinsip reformasi directional: perluasan definisi Availability Payment (multi-pihak), pengaturan timing transfer aset di awal, dan pelonggaran syarat sektoral BUMN sebagai PJPK.
INTEGRASI SPASIAL EKOSISTEM KOTA KREATIF: EVALUASI KONEKTIVITAS TRANSPORTASI PUBLIK MENUJU KOMUNITAS SENI RUPA DI JAKARTA SELATAN
Transisi paradigma pembangunan DKI Jakarta menuju Kota Global mendudukkan ekonomi kreatif, terkhusus subsektor seni rupa, sebagai jangkar utama pembangunan kota yang berkelanjutan. Kota Administrasi Jakarta Selatan memang telah diakui sebagai episentrum organik kegiatan kreatif sekaligus ditetapkan sebagai model Kota Seni Rupa nasional; meskipun demikian, realitas keruangannya justru memperlihatkan ancaman struktural terhadap keberlanjutan ekosistem tersebut. Komunitas seni rupa akar rumput (grassroots) kini berhadapan dengan tekanan gentrifikasi lahan yang menggeser posisi mereka dari koridor utama ke kawasan sekunder maupun periferal kota. Hambatan keruangan itu diperberat oleh kesenjangan prasarana konektivitas makro: sebagian besar komunitas mengalami isolasi spasial karena tidak terjangkau jaringan transportasi massal utama, yaitu koridor MRT, LRT, maupun BRT TransJakarta pada tahap integrasi first-mile dan last-mile. Evaluasi Jakarta Selatan sebagai Kota Kreatif yang dilakukan Nathania (2022) masih menyisakan celah kritis, yakni terbatasnya analisis pada dimensi spasial, tidak adanya evaluasi terhadap prasarana fisik seni rupa yang resmi, serta belum terpetakannya ketercapaian konektivitas keruangan. Oleh sebab itu, kebaruan (novelty) sekaligus orisinalitas studi ini terletak pada pendekatan kuantitatif spasial yang memetakan koordinat absolut kelompok komunitas akar rumput secara empiris, mengukur ketercapaian fisiknya terhadap simpul mobilitas makro secara matematis melalui Sistem Informasi Geografis (SIG), serta merumuskan kerangka penataan ruang preskriptif berwawasan Transit-Oriented Creativity (TOC) yang belum pernah dikaji dalam literatur studi wilayah serupa. Tujuan yang hendak dicapai adalah merumuskan arahan optimasi tata ruang kreatif inklusif berbasis integrasi konektivitas transportasi publik bagi keberlanjutan ekosistem komunitas seni rupa di Jakarta Selatan. Studi ini dijalankan sebagai penelitian deskriptif analitis yang bertumpu pada pendekatan kuantitatif spasial bersifat cross-sectional, dengan Sistem Informasi Geografis (SIG) sebagai instrumen pengolahannya. Sebaran 51 titik ruang aktivitas komunitas seni rupa diuji secara statistik melalui metode Average Nearest Neighbor (ANN) untuk membuktikan bentuk pola aglomerasi keruangannya. Tingkat aksesibilitas komunitas terhadap simpul transportasi selanjutnya dinilai melalui Buffer Spatial Analysis pada dua ambang batas jarak pejalan kaki, yakni 400 meterv sebagai radius nyaman berjalan kaki dan 800 meter sebagai radius toleransi maksimum. Kedua keluaran tersebut kemudian disintesiskan melalui teknik tumpang susun (overlay) spasial terhadap zonasi Rencana Detail Tata Ruang (RDTR) eksisting sehingga menghasilkan arahan kebijakan penataan ruang. Pengujian statistik memperlihatkan bahwa 51 komunitas seni rupa tidak membentuk klaster aglomerasi fisik yang mengelompok, melainkan menyebar merata (dispersed) secara signifikan dengan Nearest Neighbor Ratio (R) sebesar 1,155 dan p-value 0,033. Dari sisi aksesibilitas, ketimpangan keruangan terkonfirmasi: sebanyak 43,14% komunitas (22 titik) berstatus terisolasi spasial karena berada di luar radius pelayanan 800 meter dari simpul transit makro. Isolasi ganda tersebut secara spesifik terjadi pada kantong distrik Kemang serta kawasan periferal Jagakarsa dan Pesanggrahan yang justru menaungi mayoritas sanggar seni berbasis budaya lokal. Evaluasi regulasi zonasi turut menunjukkan tidak tersedianya kategori peruntukan spesifik yang melindungi ruang seni mandiri di dalam dokumen pengendalian tata ruang eksisting. Sebagai sintesis, penelitian ini merekomendasikan intervensi tata ruang berbasis konsep Transit-Oriented Creativity (TOC). Arahan kebijakannya mencakup perluasan rute layanan angkutan pengumpan (feeder) MikroTrans/JakLingko menuju kantong komunitas yang terisolasi, disertai penerapan instrumen creative incentive zoning melalui pendayagunaan perangkat Teknik Pengaturan Zonasi, antara lain Zona Bonus dan Zona Pengendalian Pertumbuhan, sebagai perlindungan ruang kreatif aktif dari tekanan konversi komersial. Kontribusi keilmuan studi ini terletak pada upayanya menautkan dua ranah yang selama ini berjalan terpisah dalam Perencanaan Wilayah dan Kota (PWK), yaitu perencanaan sistem transportasi perkotaan dan preservasi ruang budaya. Wacana teoretis creative placemaking (Markusen & Gadwa, 2010) diperkaya, penerapan Teori Aksesibilitas Spasial (Hansen, 1959) diperluas, dan prinsip hak atas kota (Lefebvre, 1968) dioperasionalkan ke dalam kerangka keadilan spasial yang inklusif.
ANALISIS RISIKO SISTEMIK PASAR SAHAM SYARIAH INDONESIA MENGGUNAKAN METODE HUTAN DARI SELURUH POHON MERENTANG MINIMUM
Pasar saham syariah di Indonesia rentan terhadap risiko sistemik akibat meningkatnya keterkaitan antarsaham yang dapat mempercepat penyebaran guncangan di pasar. Namun, penelitian terdahulu umumnya hanya menganalisis struktur keterkaitan antarsaham atau karakteristik volatilitas secara terpisah sehingga belum memberikan gambaran yang komprehensif mengenai risiko sistemik. Penelitian ini bertujuan mengintegrasikan analisis jaringan dinamis dan pemodelan volatilitas untuk mengidentifikasi penyebaran serta persistensi risiko sistemik pada pasar saham syariah Indonesia. Penelitian menggunakan data harga penutupan harian 45 saham yang tergabung dalam Jakarta Islamic Index (JII) selama periode Desember 2020 hingga November 2024. Jaringan saham dikonstruksi menggunakan metode Hutan dari Seluruh Pohon Merentang Minimum (Forest of All Minimum Spanning Trees/FaMST) berbasis Ultrametrik Subdominan (Subdominant Ultrametric/SDU) dengan teknik jendela geser (sliding window), sedangkan volatilitas saham dianalisis menggunakan model heteroskedastik GARCH dan EGARCH. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dinamika keterkaitan antarsaham membentuk tiga kondisi pasar berdasarkan perubahan rerata jarak jaringan. Perubahan tersebut dimodelkan menggunakan ARIMA(1,1,0) untuk menghasilkan proyeksi dinamika keterkaitan antarsaham dalam jangka pendek. Analisis jaringan mengidentifikasi enam saham yang secara konsisten menempati posisi sentral pada lebih dari separuh periode pengamatan, yaitu ANTM, SMGR, ADRO, PTBA, TKIM, dan INDY. Posisi ini menunjukkan bahwa enam saham tersebut memiliki peran penting dalam penyebaran risiko sistemik. Pemodelan volatilitas menunjukkan bahwa lima saham tidak menunjukkan asimetri volatilitas sehingga lebih sesuai dimodelkan menggunakan GARCH(1,1), sedangkan PTBA menunjukkan pola yang berbeda, yaitu kenaikan harga justru memicu volatilitas yang lebih besar dibandingkan penurunan harga dengan besaran yang sama sehingga lebih sesuai dimodelkan menggunakan EGARCH(1,1). Evaluasi persistensi volatilitas menunjukkan bahwa lama bertahan dari pengaruh guncangan terhadap volatilitas berbeda pada setiap saham. ANTM memiliki persistensi volatilitas tertinggi, yaitu sekitar 258 hari perdagangan hingga pengaruh guncangan terhadap volatilitas berkurang menjadi separuhnya. Penelitian ini menyimpulkan bahwa sentralitas jaringan dan persistensi volatilitas merupakan dua dimensi risiko yang berbeda, tetapi saling melengkapi. Sentralitas jaringan menunjukkan potensi suatu saham dalam menyebarkan guncangan kepada saham lain. Adapun persistensi volatilitas menunjukkan lama guncangan tetap bertahan pada saham tersebut. Dengan mempertahankan dua dimensi tersebut secara bersamaan, diperoleh penilaian risiko sistemik yang lebih komprehensif. Temuan ini diharapkan dapat menjadi dasar bagi pengambilan keputusan investasi serta perumusan kebijakan untuk mendukung stabilitas pasar saham syariah di Indonesia.
KONSTRUKSI PENDANAAN PENSIUN DOSEN PEGAWAI NEGERI SIPIL PADA PERGURUAN TINGGI NEGERI MENGGUNAKAN METODE ENTRY AGE NORMAL BERBASIS MODEL SUKU BUNGA COX-INGERSOLL-ROSS
Penelitian ini bertujuan mengonstruksi pendanaan pensiun dosen Pegawai Negeri Sipil pada perguruan tinggi negeri menggunakan metode Entry Age Normal dengan tingkat suku bunga yang dimodelkan menggunakan Cox–Ingersoll–Ross. Data penelitian terdiri atas 130 dosen PNS aktif, riwayat pengangkatan dan golongan, tabel gaji pokok, tabel mortalitas, serta data suku bunga Bank Indonesia. Perjalanan karier dosen disimulasikan berdasarkan usia masuk, kenaikan golongan, masa kerja, status Guru Besar, dan usia pensiun. Manfaat pensiun dihitung berdasarkan gaji terakhir dan Final Average Salary lima tahun terakhir. Hasil estimasi model CIR menghasilkan parameter ???? sebesar 0,276714, ???? sebesar 0,045655, dan ???? sebesar 0,028501, dengan nilai MAPE sebesar 7,47%. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa pendekatan gaji terakhir umumnya menghasilkan Normal Cost dan Actuarial Liability yang lebih besar daripada pendekatan Final Average Salary. Proyeksi pendanaan periode 2026–2045 menghasilkan nilai Unfunded Actuarial Liability negatif, yang menunjukkan kondisi surplus. Dengan demikian, akumulasi dana yang terbentuk mampu memenuhi kewajiban aktuaria peserta aktif hingga akhir periode proyeksi.