KBK Fisika Material Fungsional

Kelompok Bidang Keahlian Fisika Material Fungsional (KBK FMF) merupakan salah satu KBK yang ada pada Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada. KBK FMF ini beranggotakan dosen-dosen fisika FMIPA UGM dengan keahlian dan kompetensi khusus dibidang fisika material. Tugas utama dari KBK FMF adalah mengawal pengembangan keilmuan dalam bidang fisika material dalam rangka mendukung pelaksanaan kegiatan-kegiatan tridarma yang diselenggarakan oleh departemen fisika baik dari sisi pelaksanaan pendidikan, penelitian, dan pengabdian kepada masyarakat.

Saat ini terdapat beberapa topik-topik riset unggulan yang terwadahi dalam KBK FMF, diantaranya adalah:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

 

1.  Riset Bidang Sensor dan Sistem Sensor

Sensor merupakan salah satu riset unggulan pada KBK FMF yang difokuskan pada pengembangan material sensor, pengembangan divais sensor, dan aplikasinya.  Salah satu sistem sensor yang telah dan sedang dalam pengembangan adalah sensor gas berbasis quartz crystal microbalance (QCM). Inovasi dan pengembangan devise sensor berbasis artificial intelligent (AI) seperti sensor electronic nose dan electronic tongue telah dilakukan yang menghasilkan salah satu produk unggulan sensor yang dikenal secara nasional dan diproduksi secara massal dengan nama GeNose C19 untuk aplikasi deteksi Covid-19, yang merupakan karya anak bangsa untuk bangsa dan juga untuk dunia ilmu pengetahuan dan teknologi. GeNose lahir di group riset ini, berkolaborasi dengan peneiliti dari Fakultas Kedokteran UGM.

 

Tim Peneliti :

1.Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (PIC)

2.Dr. Eng. Ahmad Kusuma Atmdja, M.Si

3.Dr. Chotimah

4.Dr. Eng. Ari Dwi Nugraheni, M.Si

 

 

 

 

 

 

 

 

2 . Pengembangan sistem biomaterial

Pengembangan sistem biomaterial sebagai bahan dasar Hidroksiapatit (HAp) dan Karbonat Hidroksiapatit (CHAp) telah menjadi salah satu topik riset unggulan KBK FMF beberapa tahun terakhir. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan alami seperti cangkang keong sawah dan cangkang kerang abalone berhasil mensistensis Hap dan CHAp dengan kwalitas yang tinngi. Selain itu, telah dilakukan pengembangan material Hap dan CHAp untuk fabrikasi scaffold, yaitu material berstruktur tiga dimensi yang memiliki pori dan bersifat biodegradable yang berfungsi sebagai material matriks ekstraseluler dan pendukung struktur sel tulang, mendukung proses regenerasi tulang dan juga menjadi media yang baik bagi pertumbuhan tulang.

Tim Peneliti :

1.Prof. Dr. Yusril Yusuf, M.Si. (PIC)

2.Dr. Chotimah, M.Si.

3.Dr. Eng. Ahmad Kusuma Atmdja

4.Dr. Eng. Ari Dwi Nugraheni, M.Si.

 

 

 

 

 

 

3.  Pengembangan material multifungsional berbasis pada Nonanopartikel dan                                          Lapisan Tipis Magnetik  serta aplikasinya

Inovasi dan pengembangan material multifungsional beserta aplikasinya yang difokuskan pada sistem Nonanopartikel dan Lapisan Tipis Magnetik. Beberapa penelitian yang dilakukan difokuskan aplikasi (1) material fotokatalis untuk degradasi limbah zat pewarna, (2) material aktif dan penguat sinyal pada surface plasmon resonance (SPR)-based biosensor, dan (3) material label pada sistem giant magnetoresistance (GMR) biosensor.

Tim Peneliti

1.Dr. Eng. Edi Suharyadi, M.Eng. (PIC)

2.Prof. Dr. Harsojo, SU.

3.Dr. Moh. Adhib Ulil Absor, M.Sc.

4.Dr. Juliasih Partini, M.Si.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Pengembangan material fungsional untuk supercapasitor dan battery

Inovasi dan pengembangan material multifungsional untuk aplikasi supercapasitor dan battrery yang difokuskan pada sistem nanomaterial berbasis karbon seperti graphene oxide.

 

Tim Peneliti :

1.Prof. Dr. Harsojo, SU. (PIC)

2.Prof. Kuwat Triyana, M.Si

3.Dr. Ahmad Kusumaatmadja, M.Eng.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Computational material design (CMD) untuk prediksi novel-fungsional materials

Selain riset-riset unggulan yang sifatnya terapan dan berbasis eksperimen, riset-riset fundamental dalam bentuk kajian teoretis dan komputasional dalam sistem material juga menjadi salah satu topik kajian unggulan dalam KBK FMF. Pengembangan dan implementasi state of the art metode komputasi material seperti metode density-functional theory (DFT) telah dilakukan dalam rangka untuk memprediksi, menganalisis, dan mendesain material-material baru (novel materials) yang memiliki kharakteristik sifat fisis yang unik seperti sifat elektronik, optik, magnetik, dan kharakteristik topologi. Beberapa hasil implementasi CMD telah berhasil memprediksi material spintronik baru berstruktur dua dimensi (2D) yang bersifat dissipationless dan efisisen untuk aplikasi spin-field effect trasnsitor (SFET) dan spin Hall transistor (SHT). Beberapa material baru yang berasal dari kelompok 2D carbon material, 2D transition metal dichalcogenide, dan group IV monochalcogenide, dan family GaXY (X=S,Se,Te; Y=Cl,Br,I) telah berhasil diprediksi dan telah menjadi bagian dari data-based sistem novel 2D spintronic materials.

Tim Peneliti

1.Dr. Moh. Adhib U. A., M.Sc. (PIC)

2.Prof. Dr. Harsojo, SU.

3.Dr. Juliasih Partini, M.Si.

4.Dr. Edi Suharyadi, M.Eng.

 

 

 

 

 

____________________________________________________________________________________

Inovasi dan penelitian yang dilakukan oleh para dosen anggota KBK FMF telah menghasilkan berbagai macam luaran, terutama dalam bentuk publikasi artikel ilmiah yang diterbitkan oleh jurnal-jurnal internasional berfaktor dampak yang tinggi dan terindeksasi global dan paten.

 

Penelitian yang sedang berjalan :

Sebagian besar anggota KBK FMF telah berhasil mendapatkan pendanaan kompetitif melalui skema penelitian yang didanai oleh RISTEK-BRIN, maupun Lembaga-lembaga lain seperti MEXT Japan. Adapaun penelitian yang saat ini sedang berjalan (2020-2021) adalah sebagai berikut:

  1. Computational material desain pada struktur ferroelektrik dua dimensi untuk pengembangan sistem nanospin conversion, PI: Moh. Adhib Ulil Absor, S.Si, M.Sc., Ph.D. (PDUPT, RISTEK-BRIN pendanaan tahun 2020-2022).
  2. Pengembangan material spintronic berbasis struktur spin topologi berskala nano menggunakan pemodelan density-functional theory, PI: Moh. Adhib Ulil Absor, S.Si, M.Sc., Ph.D. (PD RISTEK-BRIN pendanaan tahun 2020-2022).
  3. Pengembangan material persistent spin helix berbasis ferroelectric monolayer MX (M=Sn,Ge; X=S, Se, Te) untuk aplikasi spintronic, PI: Moh. Adhib Ulil Absor, S.Si, M.Sc., Ph.D. (RTA, UGM pendanaan tahun 2020).
  4. Pemanfaatan serat alam sebagai bahan baku selulosa nanokristalin untuk pembuatan biokomposit, PI: Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si. (PDUPT RISTEK-BRIN, pendanaan tahun 2020-2022).
  5. Pemanfaatan limbah biogenic untuk biomaterial hdroxiapatit (Hap) dan Karbonat Hidroxiapatit (CHAp) sebagai material penyangga (scaffold) dan pelapis (coating) inplan tulang, PI: Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si. (PT RISTEK-BRIN, pendanaan tahun 2020-2022)
  6. Fabrikasi dan karakterisasi scaffold nanofiber dari biomaterial hdroxiapatit (HAp) dan Karbonat Hidroxiapatit (CHAp) berbahan dasar biogenic menggunakan polimerik porogen untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang PI: Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si. (RTA UGM, pendanaan tahun 2020).
  7. Studi dinamika pola konversi dan karakterisasi kristal cair dalam elektrospun nanofiber PI: Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si. (Word Class Research 2020-2022)
  8. Elektronik Tongue berbasis larik membrane selektif ion sebagai detector narkoba, PI: Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (Konsorsium Riset Unggulan Perguruan Tinggi, RISTEK-BRIN, pendanaan 2020-2022).
  9. Pengembangan sistem sensor rasa terkopel machine learning untuk otentikasi jamu tradisional, PI: Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (PMDSU, RISTEK-BRIN, pendanaan 2020-2021).
  10. Deteksi Connabioitd sintetis dengan quartz crystal microbalance melalui metode molecular imprinted polymer dari Fragmen Senyawa volatile pentylamine, PI: Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (PT RISTEK-BRIN, pendanaan 2020-2021).
  11. Inovasi pengembangan mobile elektronik nose berbasis sensor QCM/polimer sebagai instrument deteksi cepat ganja dan safrole, PI: Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (PTUPT Tinggi, RISTEK-BRIN, pendanaan 2020-2021).
  12. Sistem sensor berbasis elektronik nose terkople dengan machine learning untuk deteksi cepat halal, PI: Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (RTA UGM, pendanaan 2020).
  13. Alat diagnosis cepat inveksi SARS-COV2 melalui hembusan nafas pasien, PI: Prof. Dr. Kuwat Triyana, M.Si. (RISTEK-BRIN, pendanaan 2020).
  14. Litbang Teknik Hipertermia berbasis nanopartikel superparamagnetic ferrits dan aplikasinya untuk terapi penyembuhan penyakit kanker, PI: Dr. Eng. Edi Suharyadi, S.Si, M.Eng. (PD RISTEK-BRIN, pendanaan tahun 2020-2021)
  15. Litbang microarray biosensor berbasis lapisan tipis giant magneto resistant (GMR) untuk deteksi biomolekul dan aplikasinya dibidang Kesehatan, PI: Dr. Eng. Edi Suharyadi, S.Si, M.Eng. (PTUPT RISTEK-BRIN, pendanaan tahun 2020-2021).

Pengembangan Filter berbasis membrane nanofiber untuk penyediaan air bersih dan penolahan limbah, PI: Dr. Eng. Ahmad Kusumaatmaja, M.Eng. (PTUPT RISTEK-BRIN, pendanaan tahun 2020-2021).

 

Publikasi :

  1. A.U. Absor and F. Ishii, Large band splitting with tunable spin polarization in the two-dimensional ferroelectric Ga X Y family (X= Se, Te; Y= Cl, Br, I), Phys. Rev. B 103(4), 045119 (2021).
  2. A. Putri, E. Suharyadi, and M. A.U. Absor, Polarity Effect on the Electronic Structure of Molybdenum Dichalcogenides MoXY (X, Y= S, Se): A Computational Study Based on Density-Functional Theory, Indonesian Journal of Chemistry, article in press, Vol. 21 issue 2, April 2021).
  3. S. Z. Darajat and M. A. U. Absor, Effect of Thin Film Thickness on the Electronic Properties of Wurtzite Structure (ZnO and GaN): A Density Functional Theory Study, Key Engineering Materials 884, 394 (2021).
  4. Sari, P. Hening, I. D. Ana, Y. Yusuf, Bioceramic hydroxyapatite-based scaffold with a porous structure using honeycomb as a natural polymeric Porogen for bone tissue engineering, Biomaterials Research 25 (1), 1-13 (2021).
  5. Sari, P. Hening, I. D. Ana, Y. Yusuf, Porous Structure of Bioceramics Carbonated Hydroxyapatite-Based Honeycomb Scaffold for Bone Tissue Engineering, Materials Today Communications 26, 102135 (2021).
  6. Suharyadi, S. H. Pratiwi, I.P.T. Indrayana, T. Kato, S. Iwata, K. Ohto , Effects of annealing temperature on microstructural, magnetic properties, and specific absorption rate of Zn-Ni ferrite nanoparticles, Mater. Res. Express 8, 036101 (2021).
  7. Mahmudin, D. Darwis, E. Suharyadi, A. B. S. Utomo, K. Abraha, The effect of the concentration of the stabilizer in the formation of a silver nanoparticle on the phenomenon of Surface Plasmon Resonance (SPR) as an active material for biosensor, J. Phys. Conf. Series 1763, 012064 (2021).
  8. B. Dharmawan, S. Mariana, G. Scholz, P. Hörmann, T. Schulze, K. Triyana, M. Garcés-Schröder, I. Rustenbeck, K. Hiller, H. S. Wasisto, and A. Waag, Nonmechanical parfocal and autofocus features based on wave propagation distribution in lensfree holographic microscopy, Scientific reports 11, 1-6 (2021).
  9. S. Yulianto, G. T. M. Kadja, S. Bornemann, S. Gahlawat, N. Majid, K. Triyana, F. F. Abdi, H. S. Wasisto, A. Waag , Ultrashort Pulse Laser Lift-Off Processing of InGaN/GaN Light-Emitting Diode Chips, ACS Applied Electronic Materials 3(2), 778 (2021).
  10. Yudhanto, J. Jamasri, H. S. B. Rochardjo, A. Kusumaatmaja, Experimental Study of Polyvinyl Alcohol Nanocomposite Film Reinforced by Cellulose Nanofibers from Agave Cantala, International Journal of Engineering 34 (4), 987-998 (2021).
  11. M. Susilo, T. Jayadi, A. Kusumaatmaja, A. D. Nugraheni, Development of Molecular Imprinting Polymer Nanofiber for Aflatoxin B1 Detection Based on Quartz Crystal Microbalance, Materials Science Forum 1023, 103-109 (2021).

 

Anggota KBK :

Prof. Dr. Harsojo, SU.

Prof. Dr. Eng. Kuwat Triyana. M. Si

Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si, M.Si

Dr. Chotimah, M.Si

Dr.Eng. Edi Suharyadi, M. Eng.

Dr Juliasih Partini, M.Si.

Dr. Eng. Ahmad Kusumaatmdja, M.Si.

Muhammad Darwis Umar, S.Si, M.Si.

Muhammad Arifin, S.Si, M.Sc.

Jihad, S.Si, M.Sc.

Devi Pramudyawardani, S.Si., M.Sc.

 

(Koodinator KBK Fisika Material Fungsional)

Adhib Ulil Absor, S.Si, M.Sc, Ph.D.