Calon Promotor Program Beasiswa Program Doktoral Padjadjaran Tahun 2026

 

Nama Lengkap : Prof. Dr. Togar Saragi, drs., M.Si.

E-mail : [email protected]

Bidang Keahlian : Fisika Magnetik; Fisika Material

Prodi S3 Calon Mahasiswa: Fisika

Judul Penelitian yang Ditawarkan:

Rekayasa Nanopartikel Magnetik Fe3O4 Berlapis Asam Oleat- Polyethylene Glycol- Agar Untuk Aplikasi Biomedis

Engineering of Oleic Acid-Polyethylene Glycol-Agar Coated Fe3O4 Magnetic Nanoparticles for Biomedical Applications

 

Abstrak:

Magnetit (Fe3O4) merupakan salah satu bahan yang paling sering dipakai pada pengaplikasian biomedis karena sifatnya yang memiliki magnetisasi saturasi yang besar, stabil, dan tidak beracun. Ketika berukuran nano, magnetit akan memiliki sifat superparamagnetik. Dalam aplikasi biomedis, sifat superparamagnetik dibutuhkan karena tidak akan menyisakan magnetisasi ketika efek medan eksternal dihilangkan sehingga menghindari potensi agregasi magnetik. Namun, nanopartikel magnetit polos memiliki beberapa keterbatasan meliputi aglomerasi, oksidasi, biokompatibilitas, dan tidak adanya ligan untuk berikatan dengan reseptor biologis. Untuk menanggulangi hal tersebut nanopartikel bisa dilapisi oleh asam oleat (OA), polyethyelene glycol (PEG), dan agar (AGAR). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mensintesis nanopartikel Fe3O4 berlapis OA, PEG, dan AGAR untuk menghasilkan nanopartikel dengan ukuran partikel terkontrol, mencegah adanya aglomerasi, meningkatkan biokompatibilitas, bersifat superparamagnetik, stabil secara koloidal, dan cocok untuk aplikasi biomedis. Metode sintesis yang digunakan adalah metode kopresipitasi dengan tiga kali proses pelapisan. Masing-masing proses pelapisan, dilakukan optimasi parameter pelapisan seperti konsentrasi basa, konsentrasi asam, dan konsentrasi bahan pelapisnya. Nanopartikel kemudian dikarakterisasi untuk mengetahui ukuran dan morfologi nanopartikel, gugus fungsi, struktur kristal, sifat magnet, dan parameter stabilitas koloidalnya. Nanopartikel juga diuji secara in vitro untuk mengetahui kecocokannya dalam aplikasi biomedis. Penelitian ini akan dibagi menjadi 3 tahun penelitian dimana: Pada tahun ke-1 akan fokus pada proses optimasi pelapisan dengan OA. Luaran yang ditargetkan adalah publikasi di Journal of Materials Science (Q2). Pada tahun ke-2 akan fokus pada proses optimasi pelapisan dengan PEG. Luaran yang ditargetkan adalah publikasi di Materials Chemistry and Physics (Q2). Pada tahun ke-3 akan fokus pada proses optimasi pelapisan dengan AGAR dan uji in vivo. Luaran yang ditargetkan adalah publikasi di Science and Technology of Advanced Materials (Q1). Tingkat Kesiapterapan Teknologi (TKT) pada penelitian ini adalah 3.

 

Abstract:

Magnetite (Fe3O4) is one of the most frequently used materials in biomedical applications due to its high saturation magnetization, stability, and non-toxicity. When nanosized, magnetite exhibits superparamagnetic properties. In biomedical applications, superparamagnetic properties are essential because they retain no magnetization when the external field is removed, thus preventing potential magnetic aggregation. However, bare magnetite nanoparticles have several limitations, including agglomeration, oxidation, biocompatibility, and the absence of ligands to bind to biological receptors. To overcome these limitations, nanoparticles can be coated with oleic acid (OA), polyethylene glycol (PEG), and agar (AGAR). The purpose of this study was to synthesize Fe3O4 nanoparticles coated with OA, PEG, and AGAR to produce nanoparticles with controlled particle size, prevent agglomeration, increase biocompatibility, are superparamagnetic, colloidally stable, and are suitable for biomedical applications. The synthesis method used was the coprecipitation method with three coating processes. In each coating process, optimization of coating parameters such as base concentration, acid concentration, and coating material concentration was carried out. Nanoparticles were then characterized to determine the size and morphology of nanoparticles, functional groups, crystal structure, magnetic properties, and colloidal stability parameters. Nanoparticles were also tested in vitro to determine their suitability for biomedical applications. This research will be divided into 3 years of research where: In the 1st year will focus on the optimization process of coating with OA. The targeted output is publication in the Journal of Materials Science (Q2). In the 2nd year will focus on the optimization process of coating with PEG. The targeted output is publication in Materials Chemistry and Physics (Q2). In the 3rd year will focus on the optimization process of coating with AGAR and in vivo testing. The targeted output is publication in Science and Technology of Advanced Materials (Q1). Technology Readiness Level (TRL) of this research is 3.