Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan campuran logam oksida WO3:ZnO semakin banyak dicari untuk aplikasi fotokatalitik karena sifat listrik dan optiknya yang unggul. Namun, potensinya untuk digunakan sebagai sensor chemiresistif masih kurang dieksplorasi. Efek heterojunction pada WO3:ZnO menarik perhatian karena mampu mengatasi masalah umum yang dihadapi sensor logam oksida murni, seperti sensitivitas yang terbatas, selektivitas yang buruk, dan suhu operasi yang tinggi. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa sensor berbasis WO3:ZnO yang dihasilkan melalui metode pencampuran mekanis menunjukkan kinerja deteksi gas pereduksi yang sebanding dengan sensor WO3:ZnO yang didoping, dan bahkan menunjukkan peningkatan dibandingkan dengan komposit yang tidak didoping, tanpa memerlukan katalis tambahan. Dalam penelitian ini, peneliti Universitas Airlangga bekerja sama dengan peneliti dari Universiti Malaya untuk mengembangkan sensor berbasis film tipis WO3:ZnO dibuat melalui metode sederhana, yakni pencampuran mekanis dan drop casting material sensor pada substrat alumina emas.

Karakteristik struktural dan morfologi dari komposit WO3, ZnO, dan WO3:ZnO yang dihasilkan dianalisis menggunakan berbagai teknik, termasuk difraksi sinar-X (XRD), spektroskopi Raman, spektroskopi fotoluminesensi (PL), mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan (FESEM), serta analisis energi dispersif sinar-X (EDX). Parameter kinerja sensor, seperti suhu operasi dan respons sensor, juga ditentukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi berat 1:2 untuk komposit WO3:ZnO menghasilkan respons sensor tertinggi sebesar 53,8% terhadap 300 ppm aseton pada suhu 200ºC, dibandingkan dengan ZnO murni yang hanya mencapai respons sebesar 23,5%. Film tipis WO3:ZnO dengan rasio 1:2 menunjukkan morfologi granular dengan dispersi partikel yang merata dan porositas tinggi, yang meningkatkan difusi gas. Keberhasilan peningkatan performa sensor ini diduga karena pengembangan heterojunction tipe n-n, morfologi berpori, serta adanya cacat permukaan pada komposit WO3:ZnO. Studi ini memberikan dasar bagi pengembangan sensor aseton yang lebih terjangkau melalui metode pencampuran mekanis, dengan potensi besar untuk diimplementasikan dalam skala besar di berbagai industri. 

Penulis: Prastika Krisma Jiwanti, S.Si., M.Sc.Eng., Ph.D.

Link: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.109890

Baca juga: Kandungan Quercetin pada Ekstrak Etanol Daun Kari sebagai Nutrisi dalam Pakan Ternak