0

1

BAB 1: GRAFIN 1.1

APAKAH ITU GRAFIN?

Rajah 1.1 Struktur grafin Graphene merupakan alotrop karbon yang terdiri daripada lapisan atom yang tersusun dalam bentuk heksagon atau sarang lebah dua dimensi berstruktur nano. Nama graphene berasal daripada “grafit yang merujuk kepada alotrop grafit karbon yang mengandungi banyak ikatan berganda.

1.2

KELEBIHAN GRAFIN

Kalis api

Sangat ringan

Konduktor yang efektif

200 kali ganda lebih keras daripada besi

Sesuai digunakan dalam banyak aplikasi dan industri

Carta alir 1.1 Menunjukkan kelebihan grafin.

2

1.3

PEMBUATAN GRAFIN - (Pemisahan dari Grafit)

Pemisahan grafin dari grafit serta analisis sifat sifatnya untuk pertama kali dilakukan oleh Andre Geim dan konstantin novoselov. Geim dan Novoselov menggunakan pita pelekat untuk melepaskan selembaran tipis karbon dari sebuah grafit dengan cara yang lebih metodis.

1.4

SIFAT KIMIA GRAFIN

1. Helaian graphene terbakar pada suhu yang lebih rendah berbanding grafit 2. Graphene merupakan alotrop karbon yang paling reaktif. 3. Grafen oksida digunakan sebagai mangkin. (Tindak balas kimia graphene masih dikaji oleh penyelidik secara terperinci kerana pengasingan graphene yang masih baharu)

1.5

SIFAT FIZIKAL GRAFIN

Bersifat

Pengalir haba yang baik

tidak telap

Kuat dan keras

Sifat Fizik

Lutsinar Kenyal

Carta alir 1.2 Menunjukkan sifat fizikal grafin

3

1.6

KEGUNAAN GRAFIN

Kegunaan

Penjelasan • Elektronik

Susunan atom grafen menjadikannya konduktor unggul.

• Sensor

Grafen mempunyai luas permukaan yang luas.

•

Polimer

dan Kekuatan

komposit

mekanikal

yang

tinggi

menjadikan grafen sesuai sebagai bahan komposit polimer.

•

Membran

Penurasan air. Pemisahan air daripada campuran gas.

Bateri yang tahan lama, fleksibel dan •

Tenaga

kuat. Superkapasitor.

•

Bioperubatan

Sensor,

kejuruteraan

tisu,

sistem

penyampaian ubatan.

Rajah 1.2 Kegunaan grafin dan penjelasannya

1.7

PENGGUNAN GRAFIN DALAM INDUSTRI

Oleh kerana kelebihan grafin yang meluas dari segi sifat elektronik, terma dan mekanikal grafin telah membuka banyak pintu kepada banyak aplikasi. Grafin dianggap sebagai peranti silikon dalam kawasan elektronik. Konduktor lutsinar dan fleksibel ini boleh digunakan untuk 4

mengeluarkan sel fotovoltaik, paparan boleh gulung dan panel sentuh serta lampu LED. Ia juga meningkatkan kekerapan isyarat elektromagnet dengan ketara, membolehkan pengeluaran transistor yang lebih pantas. Grafin mempunyai kebolehan mengesan molekul tunggal bahan berbahaya. Grafen oksida yang diedarkan di udara juga mempunyai keupayaan untuk membuang bahan cemar radioaktif.

Contoh aplikasi sedia ada dengan potensi terbesar: 1. Grid kuasa moden 2. Sumber cahaya cekap tenaga 3. Semikonduktor yang digunakan dalam peranti spintronik 4. Penapis air untuk penulenan dan penyahgaraman

Rajah 1.3 Aplikasi

5

BAB 2: NANOKOMPOSIT 2.1

APAKAH ITU NANOKOMPOSIT ?

Nanokomposit menggabungkan dua atau lebih bahan di mana sekurang-kurangnya satu adalah bahan nano dengan sifat fizikal dan kimia yang berbeza. Bahan nanokomposit direka bentuk untuk mempamerkan sifat yang melebihi, kadangkala secara drastik, keupayaan jumlah bahagian konstituennya. Pada masa hadapan, sayap jet boleh menjadi ringan seperti kayu balsa, namun lebih kuat daripada aloi logam yang paling sukar. Itu antara janji bahan nanokomposit. Layari laman sesawang untuk maklumat lebih lantung tentang apakah itu Nanokomposit: http://digilib.unimed. ac.id/25893/1/10_41 32240011_BAB%20I .pdf

Rajah 2.1 Struktur Nanokomposit

2.2

PEMBUATAN NANOKOMPOSIT

Kaedah yang digunakan untuk pembuatan nanokomposit menggunakan kaedah simple mixing dengan menggunakan pasir kwarza (SiO2) yang berukuran nanometer, serbuk kayu, polimer epoksi resin dan pengeras.

Kaedah simple mixing.

Serbuk kayu dihancurkan kemudian dipanaskan dalam ketuhar pada suhu 100◦C selama 1 jam.

Cetak campuran sehingga mengeras.

1: 1 polimer epoksi dan serbuk kayu disintesis kemudian campuran dikacau dengan pengadun sehingga menjadi homogen.

Campurkan nanozarah SiO2, sebanyak 1:1:1, kemudian ketiga-tiga adunan itu dikacau dengan pengadun sehingga homogen.

Rajah 2.2 Carta alir menunjukkan proses pembuatan Nanokomposit.

6

2.3

KELEBIHAN NANOKOMPOSIT

Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahan konvensional (logam) seperti yang berikut:

Densiti yang lebih rendah.

Kekuatan dan kekakuan spesifik yang tinggi.

Kelebihan

Kestabilan haba.

Rajah 2.3 Carta alir menunjukkan kelebihan Nanokomposit

2.4

APLIKASI DAN PENGGUNAAN NANOKOMPOSIT

Pengembangan teknologi Nanokomposit ini dapat diaplikasi dan terdapat pelbagai kegunaannya. Antaranya ialah:

Rawatan air

Pemprosesan makanan

Penyimpanan tenaga

Pengesanan dan kawalan perosak

7

2.5

JENIS-JENIS NANOKOMPOSIT

Bahan nanokomposit boleh dikelaskan kepada dua iaitu kehadiran dan ketiadaan bahan polimer dalam komposit. Berasakan Polimer

Tidak Berasakan Polimer

•Polimer atau seramik

•Nanokomposit logam

•Polimer bukan organik atau organik

•Nanokomposit seramik

•Hibrid bukan organik atau organik

•Nanokomposit seramikseramik

•Polimer atau silikat berlapis

Rajah 1.5 Pengelasan nanokomposit berasaskan polimer dan bukan polimer

Sila layari laman sesawang berikut untuk mengetahui lebih lanjut berkaitan nanokomposit berasaskan polimer: https://www.canv a.com/design/D AFSXPKUSYg/F Rhqknr2YusoGJicz oMrg/view?utm_ content=DAFSX PKUSYg&utm_c ampaign=design share&utm_medi um=link2&utm_s ource=sharebutt on

8

BAB 3: RACUN PEROSAK

Apa yang kita tahu mengenai racun Makhluk perosak?

3.1

RACUN MAKHLUK PEROSAK (PESTISID) - KAWAN ATAU LAWAN?

Racun Makhluk Perosak atau lebih dikenali sebagai Pestisid adalah bahan yang digunakan untuk memusnah dan mengawal serangga atau tumbuhan perosak. Contoh racun makhluk perosak ialah

. Racun

makhluk perosak berguna untuk mengawal makhluk perosak dan meningkatkan penghasilan pertanian, tetapi ia juga berbahaya kepada manusia. Sila rujuk kepada jadual di bawah untuk contoh-contoh racun perosak.

9

Jenis Racun Perosak 1. Racun Parakuat

2. Organofosfat

3. Organoklorin

4. Glifosat

5. Karbamat

tanaman perlu dikawal untuk menghasilkan produk makanan yang dijamin berkualiti, selamat dimakan dan bersih. Dalam pertanian secara konvensional penggunaan bahan racun seperti racun makhluk perosak sering digunakan atau ringkasnya racun perosak ialah sebarang bahan atau sebatian bertujuan untuk

mengawal,

mencegah,

memusnah,

melemah,

menghalau,

melegakan

atau

mengurangkan jumlah makhluk perosak.

10

Seseorang boleh terdedah kepada keracunan racun makhluk perosak melalui 3 cara:

Slik klik link di bawah ini:

Rajah di atas menunjukkan sistem respirasi seseorang sekiranya terhidu racun mahkluk perosak. Paru-paru merupakan organ utama serangan racun ini. Pesakit asma yang terhidu racun ini boleh mengalami lelah serta merta. Jika kerap kali terhidu racun ini boleh menyebabkan saluran atas pernafasan gatal-gatal, radang kerongkong, rinitis dan berlaku gerakbalas hipersensitiviti. Mangsa yang keracunan melalui saluran pernafasan, hendaklah segera dibawa ke tempat lapang dan diberi bantuan pernafasan.

11

3.3

KEBURUKAN RACUN PEROSAK

Sila klik di link bawah ini:

https://www.canva.com/design/DAFSQr5uFTg/QXeQeJaakhwEzbzyjBrjg/watch?utm_content=DAFSQr5uFTg&utm_campaign=designshare&utm_medi um=link&utm_source=publishsharelink

3.4

JENIS-JENIS RACUN PEROSAK

Ingin tahu lebih lanjut dan lebih banyak contoh lagi? Sila klik di link bawa ini: https://youtu.be/-xKl8Z3Olos

12

3.5

ADAKAH KITA PERLUKAN RACUN PEROSAK?

Tidak! Penggunaan racun perosak sudah tentunya perlu dielakkan dan dikurangkan kerana impaknya bukan sahaja pada kesihatan namun ia juga boleh menyebabkan pencemaran pada persekitaran seperti tanah dan udara.

Cara Alternatif Untuk Menggantikan Racun Perosak

Menggunakan pemangsa seperti burung hantu untuk mengawal tikus di sawah padi, ular di ladang sawit. Kaedah ini tidak menggunakan bahan kimia dan kesannya tidak akan berlaku pencemaran air, tanah dan udara.

Kebaikan lain ialah mampu untuk menjamin tahap kesihatan manusia kerana bahan kimia tidak digunakan untuk mengawal serangga dan makhluk perosak tumbuhan dan pertanian iaitu hasil sayur-sayuran dan buah-buahan yang bersih dan juga selamat dimakan. Kaedah

ini

mampu

keseimbangan

mengekalkan kitaran

akan ekologi

diantara serangga dan juga makhluk pemangsa membunuh

mangsa

tanpa

menjejaskan

ekologi. Akibatnya habitat semulajadi serangga dan mikro- organisma tidak terjejas. Serangga lain yang penting dalam pendebungaan tidak terganggu

dan keseimbangan

rantaian

makanan tidak terjejas.

13

BAB 4: PENGESANAN RACUN PEROSAK

Pengesanan Pesticides Dengan Kaedah Biosensor Penggunaan racun makhluk perosak semakin meningkat di negara ini kerana sebahagian besar daripada racun perosak tersebut digunakan dalam sektor pertanian untuk mengawal perosak-perosak

tanaman.

Kejayaan

penggunaannya

terbukti

boleh

meningkatkan

pengeluaran hasil pertanian dan berjaya membasmi serangga pembawa kuman penyakit. Tetapi, di samping kejayaan penggunaan racun perosak, tidak dapat dinafikan bahawa penggunaannya yang sangat tinggi juga boleh menimbulkan berbagai-bagai kesan buruk ke atas persekitaran dan juga kepada manusia sendiri.

Pendedahan racun makhluk perosak di kalangan petani sering mengakibatkan gangguan kesihatan seperti gangguan fizikal dan mental. Selain itu, masalah aras sisa racun perosak yang tinggi dalam bahan makanan khususnya sayur-sayuran dan buah-buahan yang dijual di negara ini juga boleh menyebabkan keracunan pada manusia dan ternakan. Penumpukan sisa racun yang kekal agak lama di dalam tanah juga boleh menyebabkan kerosakkan kepada tanaman. Di samping itu, ia juga boleh mengakibatkan pencemaran kepada sistem saliran di mana akan meninggalkan kesan buruk kepada organisma bukan sasaran seperti ikan dan hidupan-hidupan lain. Justru itu langkah pengawasan perlu di ambil terhadap masalah pencemaran racun makhluk perosak di negara ini.

Agensi pemantauan dan pihak berkuasa memainkan peranan yang penting dalam memastikan dos-dos racun perosak yang digunakan oleh para petani mematuhi had maksimum residu sisa racun [maximum residue limit (MRL)] yang telah ditetapkan. Antara kaedah-kaedah pengesanan sisa racun makhluk perosak yang biasa digunakan adalah berdasarkan kepada kaedah-kaedah konvensional seperti kromatografi gas, kromatografi cecair berpotensi tinggi dan kromatografi lapisan nipis. Walaupun teknik-teknik ini sensitif, tetapi ia memerlukan penelitian dan kos yang mahal. Jadi kaedah yang mudah dikendali, kos yang rendah dan sensitif diperlukan untuk mengesan kehadiran racun makhluk perosak di persekitaran. Dalam hal ini, satu kaedah pengesanan pantas yang mudah, murah, sensitif dan boleh dipercayai serta dapat digunakan secara langsung di lapangan bagi tujuan pemantauan adalah amat diperlukan. Justeru, satu teknologi biosensor berasaskan enzim telah dibangunkan dengan pendekatan yang praktikal dan cepat untuk pengesanan pantas residu pestcides dalam sayur-sayuran dan buah-buahan.

14

4.1

PRINSIP KERJA BIOSENSOR

Biosensor ialah alat yang telah dibangunkan secara berterusan sejak kebelakangan ini untuk mengesan racun perosak dengan menukar pengenalpastian analit tersebut kepada isyarat yang boleh diukur secara fizikal, optik, magnet dan elektronik.

Prinsip umum di sebalik teknologi ini adalah pengukuran arus secara elektrokimia yang terhasil daripada tindak balas perencatan enzim

Asetilkolinesterase (AchE) yang

disekatgerak bersama enzim Kolin Oksidase (ChO) pada membran dialisis dan diikat pada mikro-elektrod oksigen(permukaan transducer)dengan kepekatan analit sasaran. Racun kumpulan organofosfat dan karbamat atau racun lain yang bersifat neurotoksik sahaja yang boleh merencat aktiviti enzim AchE. Oleh yang demikian elektrod enzim hanya boleh mengesan kehadiran racun-racun daripada kumpulan ini sahaja dan kesensitifannya adalah bergantung kepada bilangan enzim dan kaedah sekatgerak enzim pada membran elektrod.

4.2

GRAFIN LOGAM SEBAGAI PENGESAN RACUN PEROSAK

Penggabungan

nanokomposit

logam

o

grafin menunjukkan hubungan yang baik

grafin

oksida

(asid

karboksilik,

alkohol, dan epoksida).

di antara grafin dan nanopartikel logam. o

pengurangan

grafin

oksida

(terutamanya alkohol) Ini kerana kumpulan berfungsi terdedah kepada :

o

Fungsi:

membantu

dalam

mengikat nanozarah logam pada permukaan.

Rajah 4.1 Struktur Grafin, grafin oksida dan pengurangan grafin oksida. 15

Di samping itu, penggabungan nanokomposit logam ke dalam kepingan grafin akan menyebabkan pemisahan kepingan individu dan menghasilkan peningkatan sifat tertentu seperti:

peningkatan nisbah permukaan kepada isipadu.

kekuatan mekanikal.

kekonduksian. daripada bahan komposit.

bilangan tapak aktif.

Rajah 4.2 Sifat penggabungan nanokomposit logam dan grafin

Terdapat beberapa jenis nanokomposit logam grafin sebagai bahan elektrod untuk pengesanan elektrokimia racun perosak. Antaranya ialah nanokomposit emas dengan lembaran nano grafin, elektrod kuprum(II)-grafin nanokomposit dan nanokomposit pengurangan grafin oksida–emas.

4.2.1

NANOKOMPOSIT EMAS DENGAN LEMBARAN NANO GRAFIN

Direka menggunakan nanopartikel Au (AuNPs) dan lembaran grafin (GN), elektrod karbon berkaca yang diubah suai sebagai pengekstrakan fasa pepejal (SPE).

Gabungan ini memudahkan pengayaan perosak ke permukaan dan merealisasikan pengesanan voltametrik pelucutan mereka.

Gabungan nano AuNPs, GNs, SPE dan voltammetri pelucutan menyediakan kaedah elektrokimia yang mudah dan sensitif untuk mengesan perosak.

Pelucutan racun perosak yang didapati akan dinilai dengan analisis voltametri kitaran dan voltametri gelombang persegi.

16

Layari laman sesawang berikut untuk menegtahui Proses fabrikasi untuk elektrod rGO/Au yang dicetak: https://www.canva.com/design/DAFSw__VOrw/NJTBUJdASyXlVq1vnDhkWw/vie w?utm_content=DAFSw__VOrw&utm_campaign=designshare&utm_medium=link 2&utm_source=sharebutton

4.2.2

ELEKTROD KUPRUM(II)-GRAFIN NANOKOMPOSIT

Grafin oksida terkurang diubah suai dengan garam diazonium asid sulfanilik diikuti oleh kuprum(II) kelat untuk membentuk nanokomposit kompleks Cu. Rajah menunjukkan cara-cara racun perosak dikesan:

Elektrod yang disediakan menuang titisan larutan nanokomposit terampai pada elektrod untuk pengesanan amperometrik berdenyut novel bagi satu siri racun perosak organofosforus (SOP). Iaitu sulfur, parathion, fenitrothion dan malathion.

Hubungan linear arus amperometrik berdenyut kepada nilai logaritma kepekatan ketiga-tiga SOP dengan menunjukkan nilai R2 ~ 0.95 pada julat kepekatan S-OP 1 ppb hingga 104 ppb.

Arus amperometrik yang boleh diabaikan diperhatikan dalam eksperimen kawalan menggunakan dietil etilfosfonat (DEEP) dan dimetil metil fosfonat (DMMP), atau ion S2−, SO32−, SO42−, mencadangkan kekhususan penderiaan kepada sebatian sulfur.

Carta 4.1 Cara-cara racun perosak dikesan

Rajah 4.3 Nanokomposit kuprum(II) grafin diaplikasi 17

4.2.3

NANOKOMPOSIT PENGURANGAN GRAFIN OKSIDA–EMAS

Pengesanan elektrokimia menggunakan nanokomposit grafin oksida–emas terkurang untuk mengesan racun perosak karbamat yang dipanggil carbofuran menggunakan voltametri nadi pembezaan. Pengesanan cetakan molekul yang sangat sensitif.

Kelebihan

Sensor yang diubah suai mempamerkan kepekaan yang tinggi untuk karbofuran.

Sensor yang disediakan digunakan untuk mengesan karbofuran dalam sampel sayuran.

Carta 4.3 Kelebihan Nanokomposit Pengurangan Grafin Oksida–Emas

Sensor elektrokimia direka berdasarkan elektrod karbon berkaca yang dihiasi oleh grafin oksida dan nanopartikel emas (rGO/Au) yang dikurangkan untuk pengesanan karbofuran (CBF).

Polimer cetakan molekul (MIP) disediakan pada permukaan elektrod dengan CBF sebagai molekul templat, asid metil akrilik sebagai monomer berfungsi dan ethylene glycol maleic rosinate acrylate (EGMRA) sebagai penyambung silang.

Sensor dikaji berkenaan dengan tindak balas terhadap heksasianoferrat sebagai probe dan dicirikan oleh voltammetri kitaran (CV) dan spektroskopi impedans elektrokimia (EIS).

Penderia mempamerkan kapasiti penjerapan yang tinggi dan pemilihan yang baik untuk CBF dan digunakan untuk pengesanan CBF dalam sampel sayuran sebenar.

Carta 4.2 Nanokomposit Pengurangan Grafin Oksida–Emas diaplikasi

18

4.3

GRAFIN LOGAM OKSIDA SEBAGAI PENGESAN RACUN PEROSAK

Nanopartikel oksida logam mempunyai keupayaan untuk menghasilkan cas pembawa dan dengan itu apabila oksida logam bergabung dengan grafin, mereka meningkatkan sifat pengesanan elektrokimia daripada nanokomposit berasaskan grafin sebagai bahan elektrod untuk elektrokimia pengesanan racun perosak. Terdapat tiga contoh kaedah grafin oksida logam mengesan racun perosak iaitu:

Grafin– zirkonium dioksida (ZrO2) menggunakan kaedah pemendapan

Grafin terkurang kobalt (II) oksida melalui kaedah hidroterma

Nikel(II) oksida grafin oksida nanokomposit melalui kaedah pemendakan

Rajah 4.4 Kaedah mengesan racun perosak

4.3.1

GRAFIN–ZIRKONIUM DIOKSIDA (ZRO2) – KAEDAH PEMENDAPAN

Elektrokimia grafin-ZrO2 nanokomposit (GZN) digunakan untuk pengesanan racun perosak iaitu methyl parathion (MP). GZN telah direka menggunakan pemendapan elektrokimia dan dicirikan oleh:

Rajah 4.5 Alat pengimbasan pemendakan

mikroskopi elektron pengimbasan (SEM) Alat pengimbasan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS)

mikroskop elektron penghantaran (TEM) pembelauan sinar-X (XRD)

19

Sensor elektrokimia membangunkan kaedah yang boleh digunakan di medan, sensitif dan kuantitatif untuk memantau pendedahan kepada OP.

Gabungan pengekstrakan fasa pepejal dan analisis voltametri pelucutan membenarkan penentuan MP.

Rajah 4.6 Kaedah pemendapan elektrokimia

4.3.2

GRAFIN TERKURANG KOBALT (II) OKSIDA - KAEDAH HIDROTERMA

Pengesan nonenzimatik berdasarkan kobalt (II) oksida (CoO) bersama graphene oxide (rGO) terkurang telah dibangunkan untuk pengesanan carbofuran (CBF) dan carbaryl (CBR).

CBF dan CBR diperoleh dengan sensor CoO/rGO dalam larutan campuran, menjadikan pengesanan serentak kedua-dua racun perosak karbamat.

Sensor yang dibangunkan telah digunakan untuk mengesan CBF dan CBR dalam sampel buahbuahan dan sayur-sayuran.

Sensor nonenzimatik menunjukkan hubungan linear pada julat kepekatan yang luas 0.2-70 μM untuk CBF dan 0.5-200 μM untuk CBR.

Rajah 4.7 Skema kaedah hidroterma

20

4.3.3 NIKEL(II) OKSIDA GRAFIN OKSIDA NANOKOMPOSIT - KAEDAH PEMENDAKAN

Sensor struktur nano elektrokimia sensitif tinggi berdasarkan cecair nanokomposit-ion NiO/graphene digunakan untuk analisis surih sulfamethoxazole ( SMTZ).

NiO/GO telah disintesis melalui kaedah kerpasan bersama dan dicirikan melalui mikroskopi elektron pengimbasan (SEM) dan pembelauan sinar-X (XRD).

Tindak balas elektrokimia didapati kepekatan SMTZ dalam julat dari 0.08–550 μM dan had pengesanan 0.04 μM.

Sensor novel telah berjaya digunakan untuk ujian SMTZ dalam sampel farmasi dan biologi.

Rajah 4.8 Nikel(II) Oksida Grafin Oksida Nanokomposit digunakan

Sila layari laman sesawang berikut untuk mengetahui gambaran jenis grafin–logam oksida nanokomposit sebagai elektrod bahan untuk elektrokimia pengesanan racun perosak: https://www.canva.com/design/DAFSx_TZ7D4/t_KvANSXmeboXq5sBeMnw/view?utm_content=DAFSx_TZ7D4&utm_campaign=designshare&utm_ medium=link2&utm_source=sharebutton

21

BAB 5: MEKANISMA GRAFIN 5.1

MEKANISME GRAFIN DALAM PENGESANAN RACUN PEROSAK

Racun perosak carbaryl (1-naphthyl methylcarbamate) ialah racun perosak yang biasa digunakan dalam pertanian. Mekanisme tindakan carbaryl adalah sama dengan mekanisme racun perosak secara umum, iaitu perencatan enzim AChE. Tetapi, Limit of Detection (LoD) sensor ini untuk pengesanan carbaryl adalah berada di bawah aras residue maksimum, kestabilan dan kegunaannya adalah masih terhad. Untuk meningkatkan prestasi biosensor yang jauh lebih baik daripada sensor carbaryl ini, kita memerlukan membran berstruktur nano dengan enzim AChE yang tidak bergerak bersama dengan kaedah elektrokimia.

Jadi, di sini masuklah watak utama kita-Grafin. Nanokomposit yang berasaskan graphene sebagai enhanced sensing platform untuk biosensors kerana filem nanokomposit jenis ini boleh menghasilkan kesan sinergistik yang turut boleh meningkatkan sensitiviti biosensor. Secara umum, sensor terdiri daripada dua unsur: reseptor dan transduser. Reseptor ialah bahan organik atau bukan organik yang berinteraksi secara khusus dengan molekul sasaran. Molekul sasaran boleh adalah sel organik, bukan organik atau satu sel. Transduser ialah bahagian sensor, yang menukar maklumat kimia kepada isyarat yang boleh diukur. Bahan nanokomposit berasaskan graphene digunakan sebagai transduser biosensor, yang terlibat dalam menukar interaksi antara reseptor dan molekul sasaran kepada ukuran yang boleh dikesan. Untuk ini berlaku, bioreseptor (molekul seperti enzim,antibodi dan ssDNA ) perlu dilekatkan pada permukaan transduser.

22

Kaedah lampiran yang paling biasa digunakan untuk imobilisasi enzim pada grapfin dan derivatifnya (graphene oxide, reduced graphene oxide) ialah penjerapan fizikal

Seperti yang kita bincang di topik 1, graphene mempunyai banyak sifat fizik dan kimia yang baik yang membolehkan ia menjadi salah satu bahan nanokarbon yang baik seperti rajah di bawah:

23

Sifat-sifat graphene yang ditunjukkan di rajah di atas menjadikan graphene, graphene oxide (GO) dan tiga dimensi GO digunakan secara meluas dalam pengesanan racun perosak seperti organofosphorus (OP) racun perosak, mencapai hasil pengesanan yang agak baik. Walau bagaimanapun,ikatan kimia dalam grafin adalah tidak kuat dan boleh menyebabkan kestabilan atau sensitiviti sensor ini menurun . Dalam hal ini, gabungan grapfin dan kitosan (CS) amat diperlukan. Kitosan adalah sejenis biopolimer semula jadi yang bersifat hidrofilik, kebolehbiodegradan, biokompatibiliti, dan tidak toksik.

Kitosan berasal daripada kitin, sebatian yang terdapat terutamanya pada rangka luar keras krustasea seperti ketam, udang galah, dan udang. CS menyediakan satu persekitaran yang baik untuk enzim dan juga membolehkan elektron untuk bergerak antara enzim dan elektrod dengan lancar.

24