📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 6,268 dokumenDESAIN SGRNA DAN UJI AKTIVITAS ENDONUKLEASE IN VITRO CRISPR/CAS9-RNP TERHADAP GEN PENGKODE DOMAIN TRANSMEMBRAN ERBB2
Kanker merupakan salah satu penyebab kematian utama dan bertanggungjawab terhadap 21% dari total kematian global. Kanker payudara menempati urutan teratas sebagai jenis kanker paling sering didiagnosis dan penyebab utama kematian akibat kanker pada wanita. Subtipe kanker payudara positif HER2 (+HER2) dikenal bersifat agresif dengan prognosis yang buruk, terutama akibat peningkatan ekspresi protein HER2 hingga seratus kali lipat dari sel normal. Walaupun terdapat terapi berbasis antibodi monoklonal seperti trastuzumab, resistensi terhadap terapi tersebut masih sering terjadi akibat variasi struktural protein HER2, termasuk varian p95HER2 dan splice variant HER2?16 yang dapat tetap mengaktifkan sinyal onkogenik meskipun domain ekstraselulernya dihambat. Oleh karena itu, pendekatan yang menargetkan gen ERBB2 langsung pada tingkat genom diperlukan untuk menekan ekspresi dan fungsi HER2 secara lebih efektif. Perkembangan teknologi pengeditan genom berbasis CRISPR/Cas9 membuka peluang baru dalam manipulasi ekspresi gen secara spesifik, termasuk inaktivasi gen pengkode protein melalui pemotongan DNA terarah. Pendekatan ini berpotensi menjadi strategi alternatif untuk menekan ekspresi berlebih gen ERBB2/HER2, yang berperan penting dalam patogenesis berbagai kanker, khususnya kanker payudara HER2-positif. Namun, tantangan utama dari sistem CRISPR/Cas9 adalah memastikan spesifisitas dan efisiensi single-guide RNA (sgRNA) dalam memandu enzim Cas9 menuju lokasi target genom yang tepat. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan memvalidasi sgRNA yang menargetkan domain transmembran gen ERBB2 menggunakan sistem CRISPR/Cas9 berbasis kompleks ribonukleoprotein (RNP) antara sgRNA dan protein Cas9. Desain spacer dilakukan menggunakan tiga platform berbasis web, yaitu CHOPCHOP, CRISPOR, dan CRISPR RGEN. Spacer terpilih memiliki kandungan GC sebesar 50% pada strand positif, skor spesifisitas MIT dan CFD masing-masing 96, serta skor efisiensi on-target (berdasarkan algoritma Doench’16, Moreno-Mateos, dan Doench RuleSet3) dalam kisaran moderat hingga tinggi, skor out-of-frame 41 dan skor Lindel 78 yang menunjukkan potensi mutasi frameshift, skor self-complementarity 0, serta tidak terdeteksi off-target hingga toleransi tiga basa nukleotida. Analisis struktur sekunder sgRNA menggunakan RNAfold memperlihatkan keberadaan elemen-elemen fungsional penting repeat-anti-repeat duplex, stem-loop 2, dan stem-loop 3 yang mendukung interaksi stabil dengan Cas9. Hasil Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) memperlihatkan mobilitas kompleks sgRNA-Cas9 yang lebih lambat dibanding sgRNA bebas, menandakan terbentuknya interaksi RNP yang stabil. Aktivitas pemotongan kompleks RNP-Cas9 terhadap sekuens target dievaluasi menggunakan elektroforesis gel agarosa berdasarkan terbentuknya pita fragmen berukuran kurang dari 300 bp atau lebih kecil dibandingkan pita DNA target, mengindikasikan adanya pemotongan spesifik. Berdasarkan prediksi in silico, pemotongan menghasilkan dua fragmen berukuran 266 bp dan 257 bp. Perbedaan panjang kedua fragmen yang hanya 9 bp menyebabkan keduanya sulit dipisahkan secara jelas pada gel agarosa dan bermigrasi pada posisi yang hampir identik, sehingga tampak sebagai satu pita di bawah pita amplikon utuh. Hasil tersebut menunjukkan bahwa sgRNA yang dikembangkan mampu mengarahkan Cas9 untuk memotong gen target secara spesifik. Keberhasilan pemotongan spesifik ini menunjukkan bahwa desain sgRNA yang dikembangkan efektif dalam mengarahkan aktivitas nuklease Cas9 secara presisi terhadap gen ERBB2. Dengan demikian, rancangan ini berpotensi dikembangkan sebagai kandidat untuk terapi gen berbasis pengeditan genom dalam menekan ekspresi gen onkogenik HER2 pada sel kanker payudara +HER2. Temuan ini memberikan dasar awal dalam pengembangan terapi presisi berbasis CRISPR/Cas9 di bidang onkologi molekuler.
PENGEMBANGAN SISTEM PENGONTROLAN GANTRY CRANE DENGAN MENGGUNAKAN METODE KEMBARAN DIGITAL DAN PENGONTROL ADAPTIF BERBASIS PFL-PD
Perkembangan industri smart port mendorong kebutuhan sistem otomasi gantry crane untuk bekerja secara akurat, adaptif, dan real-time. Penelitian ini bertujuan untuk merancang arsitektur sistem berbasis ROS2, merumuskan model dinamika gantry crane menggunakan pendekatan Rayleigh-Lagrange, mengembangkan kembaran digital berbasis Unscented Kalman Filter (UKF), serta membandingkan performa pengontrol PFL-PD dan PID pada proses perpindahan kontainer. Hasil identifikasi model dinamika menjadi dasar pengembangan kembaran digital berbasis UKF untuk menghasilkan estimasi variabel keadaan sistem dengan tingkat akurasi yang tinggi. Pengujian menunjukkan bahwa pengontrol PFL-PD meningkatkan akurasi posisi akhir dengan menurunkan rata-rata galat akhir dari 0,833 mm menjadi 0,028 mm pada perpindahan ke kanan serta dari 1,555 mm menjadi 0,278 mm pada perpindahan ke kiri dibandingkan pengontrol PID. Selain itu, pengontrol PFL-PD juga menurunkan konsumsi energi motor DC pada rentang 25,5% hingga 38,5% tanpa menyebabkan penurunan performa reduksi ayunan yang signifikan, di mana kedua pengontrol menghasilkan nilai galat sudut ayun pada rentang 0,5°. Implementasi sistem berbasis ROS2 juga mempertahankan kestabilan periode sampling dengan variasi waktu eksekusi sebesar 1,82% dari periode sampling sehingga mendukung sinkronisasi proses estimasi dan pengontrolan secara real-time.
STUDI PENGARUH DOPING LOGAM-TRANSISI 3D TERHADAP TEGANGAN INTERKALASI DAN LAJU DIFUSI ION NATRIUM PADA KATODA BATERAI NA3V2(PO4)3
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh doping logam-transisi 3d terhadap tegangan interkalasi, stabilitas termodinamika, dan difusi ion natrium pada material katoda Na3V2(PO4)3 menggunakan pendekatan komputasi. Sistem yang dianalisis meliputi material pristine Na3V2(PO4)3 dan material terdoping Na3V2(PO4)3 dengan M = Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, dan Zn. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa setiap dopan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap karakteristik elektrokimia material. Pada analisis tegangan interkalasi, beberapa dopan seperti Zn, Cu, Ni, Fe, dan Sc menunjukkan tegangan awal yang relatif tinggi dibandingkan pristine, sehingga berpotensi meningkatkan karakteristik energi material katoda. Namun, peningkatan tegangan tidak selalu sejalan dengan peningkatan difusi ion natrium. Hasil analisis energi aktivasi menunjukkan bahwa Co-doped juga menunjukkan karakteristik difusi yang baik dengan energi aktivasi sekitar 0,22 eV, sehingga paling efektif dalam meningkatkan mobilitas ion Na3. Sebaliknya, Zn, Ti, Ni, dan Cu cenderung meningkatkan hambatan difusi ion natrium. Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa doping logam-transisi 3d mampu memodifikasi sifat termodinamika dan elektrokimia Na3V2(PO4)3. Pemilihan dopan perlu mempertimbangkan keseimbangan antara tegangan interkalasi, stabilitas termodinamika, dan kinetika difusi ion natrium.
PERANCANGAN DAN VALIDASI SISTEM MANAJEMEN ALARM DAN LOGIKA INTERLOCK BERBASIS STANDAR IEC 61499 MELALUI VIRTUAL COMMISSIONING PADA FASILITAS PROSES TIGA TANGKI
Sistem otomasi industri modern menghadapi risiko alarm floods, yaitu membanjirnya peringatan dalam selang waktu singkat yang menurunkan kesigapan situasional operator dan berpotensi memicu kecelakaan proses. Penelitian ini merancang sistem pengawasan dan proteksi terintegrasi yang menggabungkan manajemen alarm, logika interlock keselamatan, dan antarmuka High Performance-Human Machine Interface ke dalam satu arsitektur terdistribusi berbasis standar International Electrotechnical Commission (IEC) 61499. Objek penelitian adalah fasilitas proses tiga tangki berinteraksi yang memiliki dinamika nonlinear. Model matematis fasilitas diturunkan dari hukum kesetimbangan massa, kemudian koefisien luarannya diidentifikasi melalui injeksi sinyal Pseudo-Random Binary Sequence dan optimisasi Particle Swarm Optimization. Untuk meredam alarm palsu akibat derau sensor, algoritma alarm dilengkapi parameter deadband dan delay timer, sementara fungsi proteksi dirancang sebagai Execution Control Chart yang independen terhadap kendali reguler. Validasi dilakukan melalui virtual commissioning berskema Software-in-the-Loop yang memanfaatkan model Simulink dan protokol Open Platform Communications Unified Architecture, lalu hasilnya dikomparasikan langsung terhadap implementasi pada fasilitas fisik. Hasil identifikasi menunjukkan model virtual mampu merepresentasikan dinamika fasilitas aktual dengan galat Root Mean Square Error total sebesar 2,39 cm. Penerapan deadband 1,2 cm dan delay timer 3 detik terbukti menekan fenomena chattering alarm secara signifikan, yaitu dari sebelas menjadi dua aktivasi pada lingkungan virtual dan dari delapan menjadi tiga aktivasi pada fasilitas fisik. Logika interlock keselamatan mandiri mencatatkan latensi interlock sebesar 1 detik pada perangkat keras fisik, lebih cepat dibanding 2,25 detik pada lingkungan virtual, dan keduanya berada jauh di bawah ambang Process Safety Time yang ditetapkan sebesar 30 detik.
SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN STUDI VOLTAMMETRI SIKLIK KOMPLEKS MN(II)-GALAT SEBAGAI MATERIAL ELEKTROKATALITIK UNTUK OKSIDASI GLUKOSA
Dalam beberapa tahun terakhir, material anorganik berbasis logam transisi t lah banyak dikembangkan sebagai elektrokatalis untuk mengoksidasi glukosa secara langsung melalui mekanisme transfer elektron pada permukaan elektroda. Pendekatan ini diharapkan menghasilkan material sensor glukosa non-enzimatik yang memiliki stabilitas lebih tinggi dibandingkan dengan sensor glukosa berbasis enzim. Pada penelitian ini, kompleks Mn(II) galat berhasil disintesis dan dievaluasi potensinya sebagai material elektrokatalitik untuk reaksi oksidasi glu.kosa menggunakan teknik voltametri siklik. Hasil analisis pola Powder X ray Diffraction (P-XRD) menunjukkan bahwa kompleks Mn(II)-galat yang diperoleh memiliki struktur kristal yang sesuai dengan referensi Mn(II)-galat dihidrat (CCDC 286498). Analisis komposisi unsur melalui AAS dan CHNS elemental analyzer menunjukkan kadar unsur Mn, C, H,. dan S masing-masing sebesar 24%; 31,06%; 3,58%; dan 0,053%, yang konsisten dengan rumus molekul Mn(C10sfu)·2H20 (Mr = 259,07 g/mol). Keberadaan dua molekul air hidrat dalam struktur kompleks selanjutnya dikonfrrmasi melalui analisis termogravimetri (TGA). Pembentukan ikatan koordinasi antara ion Mn(II) dan ligan galat dibuktikan oleh hilangnya pita regangan 0-H karboksilat pada 3064,33 cm-1 serta munculnya pita regangan Mn-0 pada 557,81 cm-1 pada spektra FTIR. Spektra UV-Vis memp rlihatkan pita serapan berintensitas rendah pada 612 99 run yang berasal dari transisi d-d khas senyawa Mn(Il). Pengukuran momen magnet dengan MSB menghasilkan nilai momen magnet sebesar 5,771 BM yang menunjukkan bahwa kompleks Mn(II) -galat berada pada keadaan spin tinggi (high-spin, d5). Hasil citra SEM memperlihatkan morfologi kristal berbentuk prismat ik dengan permukaan yang kasar clan berpori. Kinerja elektrokimia kompleks Mn(II)-galat dievaluasi menggunakan elektroda pasta karbon yang dimodifikasi dengan 10% (bib) kompleks Mn(II) galat. Modifikasi elektroda tersebut meningkatkan kemampuan transfer elektron, yang ditunjukkan oleh penurunan hambatan transfer muatan (Rct) dari 429 n menjadi 84 Q serta peningkatan luas permukaan aktif elektroda dari 1 06 menjadi 49,6 c1n2 • Aktivitas elektrokatalitik terhadap oksidasi glukosa diamati dalam medium NaOH 0,1 M, yang ditandai dengan meningkatnya arus oksidasi seiring bertambahnya konsentrasi glukosa. Studi kinetika menunjukkan bahwa proses oksidasi glukosa dikendalikan oleh mekanisme difusi dengan kontribusi proses adsorpsi pada permukaan elektroda. Pengukuran amperometri menghasilkan rentang tinier sebesar 0,38,30 mM, dengan limit deteksi (LoD) sebesar 140 µM dan limit kuantifikasi (LoQ) sebesar 470 µM. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kompleks Mn(II)-galat memiliki potensi sebagai material elektrokatalitik untuk pengembangan sensor glukosa non-enzimatik yang stabil.
EVALUASI KOMPARATIF ENERGY TRANSFER STATION PADA SISTEM DISTRICT COOLING BERBASIS KONEKSI LANGSUNG DAN TIDAK LANGSUNG MELALUI SIMULASI MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK OPENMODELICA
Kebutuhan pendinginan pada kawasan kampus dengan beban termal besar dan berubah sepanjang waktu memerlukan sistem pendinginan yang efisien, andal, serta mampu menjaga kondisi operasi gedung. District Cooling System (DCS) menjadi salah satu alternatif melalui penyediaan air dingin secara terpusat, sedangkan Energy Transfer Station (ETS) berperan penting dalam menentukan performa perpindahan panas dan distribusi aliran antara jaringan district dengan sistem gedung. Oleh karena itu, evaluasi konfigurasi ETS diperlukan untuk memperoleh rancangan yang sesuai bagi penerapan DCS pada kawasan kampus. Kajian ini membandingkan lima konfigurasi ETS pada DCS untuk empat Gedung Laboratorium Teknologi Institut Teknologi Bandung, yaitu Koneksi langsung serta Koneksi tidak langsung menggunakan Plate Heat Exchanger (PHE) dengan aliran counterflow, parallelflow, dan Shell and Tube (S&T). Model disusun menggunakan OpenModelica dan disimulasikan selama 24 jam dengan interval satu jam berdasarkan profil beban pendinginan dinamis. Evaluasi dilakukan terhadap temperatur suplai dan balik, penurunan tekanan, selisih kapasitas kalor, nilai UA, serta keseimbangan massa dan hidraulik pada header suplai dan balik melalui turunan persamaan Navier-Stokes. Konfigurasi Koneksi langsung menghasilkan temperatur suplai 4.40-4.46 °C dan temperatur balik 10.41-12.35 °C. PHE Counterflow menghasilkan temperatur suplai 4.63-7.06 °C dan temperatur balik 11.33-13.4 °C dengan approach temperature 0.23-2.66 °C. Penurunan tekanan pada sisi gedung dan district berturut-turut sebesar 5.26-40 kPa dan 7.35-40.78 kPa, selisih kapasitas kalor sebesar 23.08-15,189.30 W/K, serta nilai UA sebesar 304.403-669.417 W/K. PHE Parallelflow menghasilkan temperatur suplai 5.87-17.33 °C dan temperatur balik 7-25.67 °C dengan penurunan tekanan 3.6-10.33 kPa pada sisi gedung dan 2.93-12.2 kPa pada sisi district. Nilai UA yang diperoleh sebesar 43,693.90-104,206 W/K. Konfigurasi S&T menghasilkan temperatur suplai 7.65-18.03 °C dan temperatur balik 10.21-28.29 °C, dengan penurunan tekanan 2.60-9.05 kPa pada sisi gedung dan 35.50-94.76 kPa pada sisi district. Seluruh konfigurasi menunjukkan keseimbangan massa dan hidraulik yang stabil pada header suplai dan balik. PHE Counterflow dipilih sebagai konfigurasi paling optimal.
STUDI KOMPUTASI MEKANISME REAKSI REDUKSI OKSIGEN PADA KATALIS ATOM GANDA JANUS DENGAN VARIASI LINGKUNGAN GRAFITIK UNTUK KATODE SEL TUNAM
Dalam upaya perancangan katalis yang efisien dalam aspek performa dan biaya untuk reaksi reduksi oksigen (ORR) pada katode sel tunam, katalis atom ganda (DAC) janus telah muncul sebagai salah satu kandidat yang menarik karena memiliki struktur yang unik dan aktivitas ORR yang baik. Melalui serangkaian perhitungan teori fungsional kerapatan (DFT), diperoleh adanya peningkatan kestabilan DAC janus pada pinggiran grafitik zigzag, dengan situs aktif ortho yang cenderung lebih stabil dibandingkan situs aktif para. Melalui jalur reduksi empat elektron secara asosiatif, ORR pada DAC janus dimodelkan via adsorpsi O2 mode Pauling dan Yeager pada situs logam ganda, dengan pendekatan computational hydrogen electrode (CHE) untuk mendapatkan potensial onset. Di antara berbagai konfigurasi situs aktif ortho, (CoFe–N3O3)????@????1 menunjukkan kemampuan katalitik terbaik, dengan nilai potensial onset sebesar 0,50 V vs RHE via mekanisme Pauling pada situs Fe, nilai yang mendekati aktivitas katalis berbasis Pt. Meskipun dengan aktivitas ORR yang terbatas pada situs aktif para, keberadaan intermediet ?OH justru dapat mengaktivasi ORR lebih lanjut, dengan performa puncak sebesar 0,42 V vs RHE pada (CoFe–N3O3)????–OH@????1. Temuan ini membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut secara eksperimental maupun teoretis pada area ini, serta memberikan wawasan desain katalis yang strategis dalam aplikasi sel tunam.
PENGARUH KANDUNGAN ALUMINIUM TERHADAP KINERJA KATALIS ZSM-48 HIERARKIS DENGAN CETAKAN MIKROKRISTAL SELULOSA DALAM PERENGKAHAN MINYAK TAMANU
Ketergantungan pada sumber energi tak terbarukan, seperti bahan bakar fosil semakin meningkat dalam beberapa tahun terakhir ini. Hal ini mendorong pengembangan bahan bakar bio sebagai sumber energi alternatif dan terbarukan untuk mengatasi masalah tersebut. Minyak tamanu (Calophyllum inophyllum) merupakan minyak nabati non-edible yang sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai sumber bahan bakar bio melalui proses perengkahan katalitik. Zeolit ZSM- 48 menjadi salah satu katalis yang cocok digunakan dalam reaksi perengkahan karena memiliki selektivitas yang tinggi dalam menghasilkan fraksi gasolin. Namun, sistem pori satu dimensi pada ZSM-48 dapat menimbulkan keterbatasan difusi molekul berukuran besar menuju situs aktif dan mempercepat deaktivasi katalis. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi rasio Si/Al (25; 50; 100; dan 200) terhadap kinerja katalitik ZSM-48 hierarkis melalui templat mikrokristal selulosa (MC) untuk menghasilkan biogasoline dengan kualitas yang baik dan sesuai dengan acuan Kepdirjen Migas No. 110.K/MG.01/DJM/2022. Karakterisasi katalis yang telah berhasil disintesis dilakukan menggunakan X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), dan analisis fisisorpsi N2. Produk cair hasil perengkahan dianalisis melalui Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Uji perengkahan katalitik menunjukkan bahwa katalis SAR100 menghasilkan fraksi gasolin sebesar 92,23% (m/m) dengan nilai Research Octane Number (RON) 104 dan kandungan aromatik (36,73% (v/v)), benzena (1,37% (v/v)). Penambahan MC terbukti meningkatkan fraksi gasolin dan nilai RON, dengan perolehan tertinggi dihasilkan oleh katalis SAR100-MC sebesar 96,63% (m/m) dengan nilai RON 106 dan kandungan aromatik (39,72% (v/v)), benzena (1,10% (v/v)). Hasil ini menunjukkan bahwa pembentukan ZSM-48 hierarkis melalui MC dengan rasio optimum Si/Al 100 mampu meningkatkan fraksi gasolin dan kualitas bahan bakar yang dihasilkan dalam perengkahan katalitik minyak tamanu.
PEMODELAN DAMPAK JARINGAN DAN ANALISIS RISIKO PROBABILISTIK MENGGUNAKAN PENDEKATAN DETERMINISTIK-STOKASTIK BERBASIS DATA HISTORIS PENGGUNAAN LISTRIK UNTUK IMPLEMENTASI INFRASTRUKTUR SPKL CERDAS DI LINGKUNGAN KAMPUS ITB GANESHA
Penyediaan infrastruktur untuk transisi menuju kendaraan listrik (EV) di kampus ITB Ganesha menghadapi kendala keterbatasan infrastruktur pada SPKL yang tersedia serta potensi benturan beban daya dengan beban puncak gedung. Penelitian ini bertujuan menganalisis dampak penambahan beban pengisian EV terhadap stabilitas jaringan listrik kampus, menentukan infrastruktur SPKL optimal yang aman berdasarkan proyeksi penetrasi EV, dan mengevaluasi kelayakan ekonomi proyek peningkatan infrastruktur SPKL. Pemodelan dilakukan melalui pendekatan deterministik-stokastik menggunakan analisis aliran daya Newton-Raphson dan simulasi Monte Carlo berbasis data beban aktual pengukuran konsumsi listrik historis, serta hasil observasi penetrasi EV pada April 2026 di lingkungan kampus ITB Ganesha. Hasil simulasi menunjukkan seluruh skenario aman karena kelistrikan kampus memiliki sisa utilisasi daya sekitar 3.895 kVA saat beban puncak yang setara dengan 56,2% dari total kapasitas suplai 6.930 kVA. Skenario agresif dengan menggunakan 30 unit SPKL berkapasitas diatas 50kW hanya meningkatkan beban transformator maksimum sebesar 19,1% dengan tegangan bus minimum 0,9927 p.u. Implementasi pengisian cerdas berbasis perubahan waktu penggunaan (TOU) terbukti optimal menggeser beban pengisian dan menurunkan nilai Tingkat Pengurangan Efisiensi (EDI) dari 3,7% menjadi 3,3%. Secara finansial, integrasi SPKL tipe AC 22 kW terbukti jauh lebih menguntungkan dengan probabilitas NPV > 0 mencapai 98,2% dibandingkan tipe DC berdaya besar dengan spesifikasi 100 kW ke atas yang menghasilkan NPV negatif akibat beban investasi awal yang terlalu tinggi. Penelitian ini menyimpulkan bahwa keterbatasan utama implementasi SPKL di ITB adalah aspek ekonomis, bukan teknis kelistrikan karena secara kapasitas jaringan yang ada sudah sangat kuat.
NANOKOMPOSIT BIFUNGSIONAL MXENE TI2N/N-CUO SEBAGAI ELEKTROKATALIS REAKSI EVOLUSI HIDROGEN DAN OKSIGEN PADA GLASSY CARBON ELECTRODE
Produksi hidrogen hijau melalui metode pemecahan air secara elektrokatalitik (electrocatalytic water splitting) merupakan solusi strategis untuk mengatasi krisis energi fosil. Water splitting memecah molekul air menjadi gas hidrogen pada sisi katoda dengan reaksi evolusi hidrogen (Hydrogen Evolution Reaction/HER) dan oksigen pada sisi anoda dengan reaksi evolusi oksigen (Oxygen Evolution Reaction/OER). Namun, efisiensi teknologi ini dibatasi oleh tingginya barrier energi dan kinetika reaksi yang lambat pada HER dan OER. Meskipun Pt, Ir, dan Ru menunjukkan performa yang baik dalam HER dan OER, katalis standar tersebut masih memiliki keterbatasan karena mahal dan juga langka. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan elektrokatalis bifungsional yang ekonomis dan efisien berbasis komposit MXene Ti2N dan tembaga oksida nanopori (n-CuO). Sinergi material ini memanfaatkan konduktivitas listrik yang unggul dan luas permukaan tinggi dari MXene Ti2N, serta melimpahnya situs aktif dari n-CuO. Metode penelitian meliputi sintesis MXene Ti2N dari fasa MAX Ti2AlN, sintesis CuO nanopori, dan fabrikasi nanokomposit Ti2N/n-CuO pada permukaan Glassy Carbon Electrode melalui metode drop casting. Karakterisasi material dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui fase kristal dan struktur kristanilitas, Fourier Transform Infrared (FTIR) untuk mengetahui gugus fungsi dan jenis ikatan yang terbentuk, Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi permukaan, dan isoterm adsorpsi-desoprsi gas N2 untuk mengukur luas permukaan spesifik dan total volume pori, Atomic Force Microscopy (AFM) untuk mengukur tingkat kekasaran material, sedangkan performa elektrokatalitik untuk HER dan OER dievaluasi melalui uji elektrokimia untuk mengetahui nilai potensial berlebih, Electrochemical Active Surface Area (ECSA), dan gradien Tafel, dengan empat variasi modifikasi elektroda, yaitu Bare GCE, GCE/Ti2N, GCE/n-CuO, dan GCE/Ti2N/n-CuO. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembentukan komposit Ti2N/n- CuO secara signifikan meningkatkan jalur transportasi elektron. Elektrokatalis komposit ini menunjukkan penurunan overpotensial, dengan nilai potensial berlebih sebesar 732 mV untuk HER dan 1116 mV untuk OER pada kerapatan arus 10 mA/cm2. Selain itu, komposit pada HER juga memiliki nilai ECSA dan Tafel slope yang lebih unggul dibandingkan pada OER dalam larutan yang sama, yaitu KOH 1 M. Kehadiran MXene juga terbukti efektif mencegah agregasi nanopori CuO, sehingga memberikan stabilitas jangka panjang yang sangat baik sebagai alternatif katalis logam mulia yang mahal.
ADSORPSI ION CR(VI) MENGGUNAKAN ADSORBEN GELATIN TERMODIFIKASI GLIOKSAL
Pencemaran air oleh logam berat, khususnya kromium dalmn bentuk Cr(VI) menjadi permasalahan lingkungan yang serius karena Cr(VI) bersifat toksik, karsinogenik, dan sulit terurai secara alami. Salah satu metode yang efektif untuk mengurangi pencemaran air oleh logam berat adalah adsorpsi. Gelatin merupakan biomaterial yang ramah lingkungan, tidak toksik, serta berasal dari kulit dan tulang hewan seperti babi, sapi, dan ikan. Keberadaan gugus fungsi amina, hidroksil, dan karboksil menjadikan gelatin berpotensi sebagai adsotben. Dalam penelitian ini, dipilih adsorben dengan perbandingan mo!8:4. Adsorben ini kemudian diuji derajat penggembungannya dan dikarakterisasi dengan menggunakan spektroskopi FTIR serta SEM-EDS. Spektrum FTIR menunjukkan adanya pergeseran sigoifikan pada bilangan gelombang sekitar 1600 cm-1 diduga akibat terbentuknya ikatan silang gugus amina gelatin dengan gugus aldehida glioksal pada proses modifikasi serta terjadinya interaksi antara Cr(VI) dengan gugus amina gelatin ketika adsorpsi dengan Cr(VI). Citra SEM menunjukkan adanya perubahan morfologi pennukaan dari halus menjadi lebih kasar, yang mengindikasikan keberhasilan modifikasi gelatin dengan glioksal. Karakterisasi EDS menunjukkan keberhasilan adsorpsi Cr(VI) yang ditunjukkan dengan munculnya atom Cr pada adsorben setelah dikontakkan dengan Cr(VI). Kondisi optimum adsorpsi ion Cr(VI) oleh adsorben gelatin termodifikasi glioksal diperoleh pada pH 2, massa adsorben 0,18 gram, dan waktu kontak 120 menit. Adsorpsi ion Cr(VI) menggunakan adsorben gelatin tennodifikasi glioksal mengikuti kinetika orde dua semu dan model isoterm Langmuir dengan q,,,.., sebesar 24,72 mg/g. Berdasarkan hasil termodinamika, proses adsorpsi ion Cr(VI) berlangsung secara eksotermik (AfI0 = -20,75 kJ/mol), meningkatkan ketidakteraturan sistem (AS0 = 13,17 J/mol.K), dan berlangsung dengan spontan (AG0 < 0). Desorpsi ion Cr(VI) menggunakan KC! 0, I M mencapai efisiensi desorpsi tertinggi pada waktu kontak 240 menit dengan %desorpsi sebesar 98,04%. Adsorben gelatin termodifikasi glioksal berpotensi dikembangkan lebih lanjut sebagai adsorben altematif pada aplikasi pengolahan limbah logam berat.
STUDI PENGARUH DOPING TERHADAP ENERGETIKA PEMBENTUKAN DAN MOBILITAS VAKANSI OKSIGEN PADA MATERIAL KATODA BERBASIS LI0.55NIO2
Baterai litium-ion (LIB) merupakan salah satu sistem penyimpanan energi yang saat ini digunakan secara luas pada aplikasi perangkat elektronik, khususnya kendaraan listrik. Saat ini, katoda berbasis nikel berkandungan tinggi (Ni-rich) menjadi pilihan sebagai material katoda karena memiliki densitas energi yang lebih tinggi. Namun demikian, peningkatan kandungan nikel berbanding lurus terhadap menurunnya kestabilan termal material, khususnya akibat meningkatnya kecenderungan pelepasan oksigen pada kondisi terdelitiasi. Kehilangan oksigen tersebut memicu pembentukan dan difusi vakansi oksigen, migrasi kation logam transisi, serta transformasi fasa yang berujung pada penurunan kapasitas baterai. Pembentukan vakansi oksigen pada struktur bulk Li0.55NiO2 menjadi salah satu mekanisme utama yang berperan dalam degradasi material katoda. Vakansi oksigen yang terbentuk dapat berdifusi melalui perpindahan atom oksigen tetangga terdekat (nearest neighbor hopping) menuju situs vakansi yang ada, sehingga secara efektif dapat menyebabkan pengumpulan vakansi oksigen pada orientasi bidang kristalografi tertentu, yakni intralayer (003) dan (104), serta interlayer (104e). Akumulasi tersebut memicu terjadinya cracking dan transformasi fasa yang menjadi penyebab utama penurunan kapasitas baterai. Sehingga, pengendalian pembentukan dan difusi vakansi oksigen melalui substitusional doping menjadi pendekatan yang relevan untuk meningkatkan stabilitas struktur material katoda. Penelitian ini menganalisis pengaruh doping substitusional logam transisi (W, Mo, Cr) terhadap energi substitusi doping, energi formasi vakansi oksigen, dan energi aktivasi difusi. Simulasi dilakukan menggunakan pendekatan teori fungsional kerapatan (DFT) dengan perangkat VASP, fungsional PBE+U, dan metode CI-NEB. Hasil kalkulasi menunjukkan bahwa seluruh sistem terdoping meningkatkan nilai energi formasi dibandingkan sistem Li0.55NiO2 pristine. Namun, nilai energi aktivasi difusi vakansi oksigen pada sistem Li0.55NiO2 pristine sudah cukup tinggi, sehingga pengaruh doping justru menurunkan nilai energi aktivasi difusi vakansi oksigen. Hal ini dapat disebabkan karena adanya mekanisme lain seperti pembentukan dan kinetika dimerisasi oksigen. Sehingga, pembentukan vakansi oksigen mudah secara termodinamika, namun lambat secara kinetika. Berdasarkan hasil penelitian, doping W memberikan kestabilan termodinamika dan hambatan kinetika difusi vakansi oksigen yang lebih baik dibandingkan doping lainnya.
PERANCANGAN KONTROL REFERENSI HIBRIDA BERBASIS REINFORCEMENT LEARNING TD3 UNTUK PERBAIKAN KINERJA PENGONTROL PID PADA SISTEM TIGA TANGKI TERKOPEL DENGAN IMPLEMENTASI STANDAR IEC 61499
Sistem kontrol level fluida pada proses industri umumnya menggunakan pengontrol PID yang performanya dapat menurun akibat non linearitas plant dan saturasi aktuator. Penelitian ini mengembangkan pengontrol supervisori berbasis Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient (TD3) dengan pendekatan Hybrid Reference Control (HRC) untuk memperbaiki kinerja PID pada sistem tiga tangki terkopel. Agen TD3 menghasilkan sinyal koreksi referensi secara adaptif tanpa mengubah struktur pengontrol PID yang sudah ada. Parameter model sistem diidentifikasi menggunakan Particle Swarm Optimization (PSO) dengan RMSE total 2,555 cm. Pengontrol PID dirancang menggunakan metode pembentukan kalang dengan phase margin 69° dan gain margin 44,31 dB. Pelatihan agen TD3 dilakukan melalui dua jalur yang dibandingkan yaitu Behavioral Cloning (BC) dari HRC manual terpilih sebagai inisialisasi start hangat sebelum penalaan halus TD3 dan melatih agen TD3 dari inisialisasi acak. Fungsi reward dirancang dengan lima komponen yang mencakup penalti galat pelacakan, penalti lonjakan, bonus tunak, penalti perubahan aksi katup, dan penalti pita mati dengan histerisis Evaluasi pada sembilan skenario kombinasi titik acuan dan kondisi awal menunjukkan bahwa agen BC-TD3 terpilih menghasilkan penurunan rata-rata lonjakan sebesar 50,70% (dari 4,33% menjadi 2,14%) dan penurunan rata-rata waktu tunak sebesar 22,68% (dari 1.347 s menjadi 1.042 s) dibandingkan PID acuan, sedangkan TD3 inisialiasi acak hanya unggul pada waktu naik tercepat (448 s) namun menghasilkan lonjakan dan steady-state error besar. Pengujian pada plant fisik menggunakan EcoStruxure Automation Expert menunjukkan sistem berhasil melakukan pelacakan titik acuan dengan steady-state error 0,51 cm. Sistem diimplementasikan pada arsitektur IEC 61499 menggunakan pengontrol Harmony BX1 melalui empat Basic Function Block, mengonfirmasi kelayakan penerapan algoritma deep reinforcement learning pada perangkat keras otomasi industri.
PEMODELAN PREDIKSI PARAMETER BASS UNTUK ADOPSI INTERNET LINTAS NEGARA BERBASIS INDIKATOR SOSIOEKONOMI WDI MENGGUNAKAN LSTM
Penelitian ini mengembangkan model hibrida LSTM–Bass untuk memetakan deret indikator sosioekonomi ke parameter difusi adopsi internet lintas negara. Data terdiri atas 81 negara, 2.638 observasi negara-tahun, dan 30 indikator World Development Indicators (WDI) yang di- pilih dari data latih resmi. Nilai fitur terstandar digabung dengan masker observasi, kemudian diproses oleh jaringan rekuren satu lapis dengan 64 unit tersembunyi untuk memprediksi para- meter Bass p, q, dan K. Parameter tersebut digunakan untuk membentuk kembali kurva adopsi dan laju perubahan adopsi. Pada pembagian resmi 72/7/2, LSTM menghasilkan RMSE kurva adopsi 5,8123 pada da- ta latih, 7,6694 pada data validasi, dan 7,8741 pada data uji. Nilai R 2 masing-masing bagian adalah 0,8851, 0,9358, dan 0,9414. Hasil lima seed digunakan untuk menilai perilaku pelatihan dan kestabilan model. Validasi silang bersarang lima lipatan dengan tiga pengulangan membe- rikan bukti generalisasi tambahan: perbandingan berpasangan menunjukkan galat LSTM lebih rendah daripada ridge dan prediktor rata-rata, sedangkan LSTM, GRU, dan RNN belum dapat dipisahkan secara meyakinkan. Pada domain laju adopsi, rerata R 2 LSTM hanya 0,0558, yang menunjukkan bahwa perubahan tahunan lebih sulit direproduksi daripada kurva kumulatif. Eksperimen leave-IDN-out menghasilkan RMSE LSTM 10,9137 dan R 2 0,7509, tetapi dengan variasi antarseed yang besar. Model Bass yang dipasang pada 70% bagian awal seri juga sering gagal mengekstrapolasi bagian akhir. Ilustrasi persamaan panas menunjukkan manfaat struktur fisika yang diketahui, tetapi tidak digunakan untuk memvalidasi model adopsi internet. Hasil penelitian mendukung penggunaan LSTM terhadap pembanding sederhana pada protokol yang diuji, dengan batas utama berupa ukuran sampel negara, skema fitur tetap, variasi seed, lemahnya domain laju, dan asumsi parameter Bass statik.
PENGGUNAAN XILANASE GH43 REKOMBINAN UNTUK MEMPERCEPAT PROSES EKSTRAKSI MINYAK DARI BUAH SAWIT
Kelapa sawit merupakan komoditas unggulan Indonesia sebagai sumber utama minyak nabati. Namun, proses ekstraksi minyak dari buah sawit masih kurang efisiensi. Masalah ini disebabkan oleh struktur dinding sel buah sawit yang kompleks. Dinding sel buah sawit tersusun atas lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Salah satu molekul penyusun polimer hemiselulosa adalah xilan, yang menghambat pelepasan minyak dari buah sawit. Untuk mengatasi masalah ini, penggunaan enzim merupakan salah satu pendekatan yang mulai banyak diteliti. Enzim xilanase, diketahui mampu memecah rantai xilan secara acak melalui hidrolisis ikatan 1,4-? glikosidik dan kami telah memiliki klon rekombinan yang mengandung xilanase tetapi perannya dalam proses ekstraksi minyak sawit belum diketahui. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk memproduksi xilanase GH43 dan menerapkannya dalam proses ekstraksi minyak dari buah sawit. Plasmid rekombinan yang mengandung gen pengode xilanase GH43 (xil43) dari Bacillus amyloliquefaciens ABBD ditransformasikan ke dalam sel inang Escherichia coli ArcticExpress (DE3). Ekspresi enzim diinduksi dengan IPTG (Isopropyl ?-D-1-thiogalactopyranoside), kemudian sel rekombinan dilisis untuk memperoleh ekstrak kasar enzim. Proses pemurnian enzim dilakukan dengan kromatografi afinitas menggunakan Ni-NTA agarosa. Aktivitas enzim ditentukan dengan metode uji gula pereduksi menggunakan xilan dari beechwood dan xilan dari bonggol jagung sebagai substrat. Konsentrasi xilanase diukur dengan metode Bradford. Proses selanjutnya adalah menginkubasi daging buah sawit yang sudah dihancurkan dengan enzim untuk mengekstraksi minyaknya. Gen xil43 berhasil diekspresikan ditunjukkan dengan adanya pita tebal dengan ukuran 54,8 kDa pada elektroferogram SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis). Ekstrak kasar xilanase GH43 memiliki aktivitas spesifik sebesar 0,244 ± 0,009 U/mg untuk 1% (b/v) xilan dari beechwood dan 0,136 ± 0,022 U/mg untuk 1% (b/v) xilan dari bonggol jagung. Xilanase GH43 juga telah berhasil dimurnikan, ditunjukkan dengan adanya pita tunggal berukuran 54,8 kDa pada elektroferogram SDS-PAGE. Ekstrak kasar xilanase GH43 berhasil meningkatkan produksi minyak dari buah sawit sebesar 50% dibandingkan dengan perlakuan tanpa enzim (kontrol). Oleh karena itu, xilanase GH43 berpotensi sebagai enzim untuk mempercepat proses ekstraksi minyak sawit.