BRIN Kembangkan Sensor Elektrokimia Berbasis Nanomaterial

BRIN mengembangkan sensor elektrokimia berbasis nanomaterial untuk mendukung keamanan pangan, pemantauan lingkungan, dan deteksi biomolekul secara lebih presisi.

Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Sistem Nanoteknologi BRIN, Budi Riza Putra, memaparkan perkembangan ini dalam webinar ORNAMAT #85 pada 19 Mei 2026. Menurutnya, penerapan nanomaterial meningkatkan sensitivitas dan kinerja sensor untuk berbagai kebutuhan deteksi modern.

Inovasi dan keunggulan sensor elektrokimia

Sensor elektrokimia bekerja dengan mengubah informasi kimia menjadi sinyal kuantitatif. Budi menekankan sejumlah keunggulan teknologi ini, seperti pengukuran cepat, sensitivitas tinggi, selektivitas baik, dan biaya operasional relatif efisien.

"Sensor elektrokimia merupakan perangkat analitik yang mampu mengubah informasi kimia, mulai dari konsentrasi senyawa tunggal hingga komposisi kompleks suatu sampel, menjadi sinyal yang dapat dianalisis secara kuantitatif,"

"Sensor elektrokimia menjadi salah satu teknologi kunci dalam berbagai bidang, mulai dari keamanan pangan, pemantauan lingkungan, hingga deteksi biomolekul. Tantangannya adalah meningkatkan sensitivitas dan stabilitas sensor agar mampu mendeteksi analit dalam jumlah sangat kecil dengan akurasi tinggi,"

Peran nanomaterial pada elektroda

Budi menjelaskan bahwa kinerja sensor sangat bergantung pada interaksi analit dengan permukaan elektroda. Oleh karena itu, rekayasa permukaan elektroda menjadi fokus utama untuk meningkatkan kemampuan deteksi.

Salah satu pendekatan utama adalah memodifikasi permukaan elektroda dengan nanomaterial konduktif yang mempercepat transfer elektron dan memperbesar luas permukaan aktif.

Jenis nanomaterial yang dipakai

Beberapa nanomaterial disebutkan memiliki potensi besar sebagai building blocks dalam pengembangan sensor. Di antaranya:

• Grafena dan reduced graphene oxide (RGO)
• Karbon nanotube (CNT)
• Nanopartikel logam mulia seperti emas (Au) dan platinum (Pt)
• Polimer konduktif
• Metal-organic framework (MOF) dan layered double hydroxides (LDH)
• Logam oksida dan komposit lainnya

Aplikasi dan studi kasus

Budi memaparkan sejumlah studi kasus yang menunjukkan performa sensor berbasis nanomaterial. Kombinasi berbagai material biasanya meningkatkan sensitivitas dan stabilitas pengukuran.

• Sensor komposit Au-Pt dengan multi-walled carbon nanotube (MWCNT-OH) untuk deteksi residu pestisida.
• Sensor MWCNT/NiMnCoS/NiAl-LDH dan PtNCs/TiO2/MWCNT untuk mendeteksi pencemar pada produk kosmetik.
• Deteksi bisfenol A menggunakan komposit grafena/TiO2/AuNPs.
• Deteksi miristisin memakai komposit grafena dan Fe3O4.

Selain itu, integrasi teknik voltametri dengan analisis kemometrik diperkenalkan sebagai metode cepat mendeteksi pemalsuan pangan. Pendekatan ini dapat menemukan adulterasi susu dengan melamin dan urea, serta pemalsuan pada komoditas cengkih.

Tantangan, kolaborasi, dan prospek

Budi mengakui kemajuan menjanjikan namun menyoroti beberapa tantangan signifikan. Tantangan itu meliputi skalabilitas produksi, stabilitas material jangka panjang, dan integrasi ke perangkat portabel yang mudah digunakan di lapangan.

Ia menekankan bahwa kolaborasi lintas disiplin dan antarinstansi jadi kunci mempercepat hilirisasi teknologi ini. Riset yang dipaparkan merupakan hasil kerja sama BRIN dengan sejumlah perguruan tinggi dan pusat riset regional, serta didukung berbagai skema pendanaan nasional.

Dengan upaya lanjutan pada rekayasa material dan desain perangkat, sensor elektrokimia berbasis nanomaterial berpeluang menjadi alat rutin untuk menjaga mutu pangan dan memantau lingkungan secara real-time.