Journal of Pharmaceutical and Sciences Electronic ISSN: 2656-3088 DOI: https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
Homepage: https://journal-jps.
ORIGINAL ARTICLE
JPS.
2026, 9.
, 1556-1565
Size Stability and Optical Properties of ZnO Nanoparticles Coated with Tween 80 Polymer Stabilitas Ukuran dan Sifat Optik Nanopartikel ZnO yang Dilapisi Polimer Tween 80 Mirthelia Endah Oywari a.
Donn Richard Ricky a.
Horasdia Saragih a* a Department of Pharmacy.
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Universitas Advent Indonesia.
Bandung.
Jawa Barat.
Indonesia.
*Corresponding Authors: horas@unai.
Abstract Background: ZnO nanoparticles are widely used as UV filters in sunscreens due to their broad-spectrum protection and aesthetic transparency.
However, agglomeration caused by high surface energy often compromises their efficacy.
Coating with non-ionic polymers such as Tween 80 represents a potential stabilization strategy.
Objective: This study aims to investigate the effect of varying Tween 80 concentrations on the size stability and optical properties of ZnO nanoparticles.
Methods: Tween 80-coated ZnO nanoparticles were synthesized via a solvolysis method assisted by a rotor-stator homogenizer at Tween 80 volume variations of 1, 2, 3, and 4 mL in 50 mL of ethanol.
Characterization was performed using a Particle Size Analyzer (PSA) and a UV-Vis spectrophotometer at day 0 and day 60.
Results: Increasing Tween 80 concentration significantly reduced the mean diameter of nanoparticles from 17.
9 nm to 11.
4 nm and narrowed the size distribution .
tandard deviation decreased from 13.
2 nm to 2.
8 n.
The zeta potential remained near zero (-0.
1 to -0.
mV) due to the non-ionic nature of Tween 80, yet colloidal stability was maintained through a steric hindrance mechanism.
After 60 days of storage, the 4 mL Tween 80 concentration was the most effective in limiting size growth .
6%),
compared to 83.
7% for the 1 mL concentration.
All samples exhibited high transmittance (>87%) in the visible light spectrum while maintaining strong UV absorption.
Conclusion: An optimal Tween 80 concentration .
mL in 50 mL ethano.
is crucial for producing ZnO nanoparticles with long-term size stability and superior optical properties, making them promising for next-generation sunscreen cosmetic formulations.
Keywords: ZnO nanoparticles.
Encapsulation.
Steric Stability.
Optical Properties.
Tween 80.
Abstrak Latar Belakang: Nanopartikel ZnO banyak digunakan sebagai filter UV dalam tabir surya karena perlindungan spektrum luas dan transparansi estetika, namun aglomerasi akibat energi permukaan tinggi sering menurunkan efektivitasnya.
Pelapisan dengan polimer non-ionik seperti Tween 80 menjadi strategi stabilisasi yang potensial.
Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh variasi konsentrasi Tween 80 terhadap stabilitas ukuran dan sifat optik nanopartikel ZnO.
Metode: Nanopartikel ZnO dilapisi Tween 80 disintesis melalui metode solvolisis dengan bantuan rotor-stator homogenizer pada variasi volume Tween 80 .
, 2, 3, dan 4 mL dalam 50 mL etano.
Karakterisasi dilakukan menggunakan Particle Size Analyzer (PSA) dan spektrofotometer UV-Vis pada hari ke-0 dan ke-60.
Hasil: Peningkatan konsentrasi Tween 80 secara signifikan menurunkan diameter rata-rata nanopartikel dari 17,9 nm menjadi 11,4 nm serta mempersempit distribusi ukuran .
tandar deviasi dari 13,2 nm menjadi 2,8 n.
Potensial zeta mendekati nol (-0,1 hingga -0,2 mV) karena sifat non-ionik Tween 80, namun stabilitas koloid dipertahankan melalui mekanisme hambatan sterik.
Setelah penyimpanan 60 hari, konsentrasi Tween 80 4 mL paling efektif membatasi pertumbuhan ukuran .
anya 2,6%), dibandingkan konsentrasi 1 mL .
,7%).
Seluruh sampel menunjukkan transmitansi tinggi (>87%) pada spektrum cahaya tampak serta serapan UV yang kuat.
Kesimpulan: Konsentrasi Tween 80 yang optimal .
mL dalam 50 mL etano.
sangat krusial untuk menghasilkan nanopartikel ZnO dengan stabilitas ukuran jangka panjang dan sifat optik yang unggul, sehingga berpotensi diaplikasikan dalam formulasi kosmetik tabir surya generasi baru.
Kata Kunci: Nanopartikel ZnO.
Enkapsulas.
Stabilitas Sterik.
Sifat Optik.
Tween 80.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
Copyright A 2020 The author.
You are free to : Share .
opy and redistribute the material in any medium or forma.
and Adapt .
emix, transform, and build upon the materia.
under the following terms: Attribution Ai You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made.
You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
NonCommercial Ai You may not use the material for commercial purposes.
ShareAlike Ai If you remix, transform, or build upon the material, you must distribute your contributions under the same license as the original.
Content from this work may be used under the terms of the a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.
International (CC BY-NC-SA 4.
License Article History:
Received: 08/02/2026.
Revised: 02/05/2026.
Accepted: 02/05/2026.
Available Online: 01/06/2026.
QR access this Article https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
Pendahuluan Penggunaan nanopartikel seng oksida (ZnO) sebagai bahan aktif dalam tabir surya telah menjadi fokus utama dalam industri kosmetik modern dibandingkan dengan filter ultraviolet (UV) organik tradisional seperti oxybenzone atau avobenzone.
Nanopartikel ZnO menawarkan perlindungan spektrum yang lebih luas .
road-spectru.
yang mencakup wilayah UV-A dan UV-B secara simultan melalui mekanisme penyerapan dan biokompatibel serta tidak toksik .
Selain itu, nanopartikel ZnO memberikan keuntungan estetika yang baik, yaitu transparan saat diaplikasikan pada kulit karena ukurannya sangat kecil sehingga tidak menimbulkan white cast sebagaimana biasanya muncul pada tabir surya yang lain .
Meskipun memiliki banyak keunggulan, nanopartikel ZnO tanpa modifikasi permukaan memiliki kecenderungan alami untuk beraglomerasi akibat energi permukaannya yang besar dan gaya tarik-menarik van der Waals.
Aglomerasi ini secara drastis akan menurunkan stabilitasnya dan performa fotokatalitiknya.
Untuk mengatasi ini, pelapisan permukaan menggunakan polimer adalah strategi yang tepat untuk Polimer pelapis akan menciptakan penghalang yang dapat mencegah terjadinya koalisi antar nanopartikel .
Dalam konteks pelapisan polimer untuk aplikasi topikal.
Tween 80 menawarkan keunggulan yang unik dibandingkan dengan polimer pelapis yang lain seperti PEG atau PVP.
Sebagai surfaktan nonionik.
Tween 80 dapat membentuk lapisan pelindung di permukaan nanopartikel ZnO .
Dengan mengontrol konsentrasi Tween 80, transparansi nanopartikel ZnO dalam spektrum cahaya tampak dapat dipertahankan sementara absorpsinya pada wilayah UV tetap optimal.
Stabilitas optik ini sangat vital untuk memastikan efikasi perlindungan UV tidak menurun ketika diaplikasikan dan selama masa penyimpanan.
Urgensi pengembangan nanopartikel ZnO yang stabil secara ukuran dan sifat optik didasari pada kebutuhan akan tabir surya yang memiliki performa konsisten dan keamanan jangka panjang.
Ketidakstabilan ukuran dapat menyebabkan sedimentasi dalam produk dan penurunan nilai Sun Protection Factor (SPF), sedangkan ketidakstabilan optik dapat mengakibatkan hilangnya transparansi dan efektivitas filtrasi radiasi UV .
Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi stabilitas ukuran dan sifat optik nanopartikel ZnO yang dilapisi polimer Tween 80.
Pengaruh variasi konsentrasi polimer Tween 80 yang digunakan terhadap stabilitas tersebut, dianalisis.
Studi ini diharapkan dapat menentukan rasio optimal yang mampu menghasilkan nanostruktur ZnO yang stabil, transparan, sehingga efektif sebagai agen fotoprotektif, guna menjawab tantangan formulasi tabir surya generasi terbaru yang aman dan efisien di masa yang akan Metode Penelitian Bahan Untuk mensintesis nanopartikel ZnO terlapisi Tween 80, bahan yang digunakan adalah: .
zinc chloride (ZnCl2, kemurnian 99,9%).
Tween 80 .
emurnian 99,9%).
emurnian 99,9%).
deinized water .
ir murn.
Zinc chloride.
Tween 80 dan Etanol, dibeli dari Merck KGaA Germany.
Semua bahanbahan ini digunakan langsung tanpa perlakuan tambahan.
Pembuatan Prekursor Prekursor ZnCl2 disiapkan dengan melarutkan 1 g serbuk ZnCl2 ke dalam 10 mL air.
Empat ragam prekursor Tween 80 disiapkan dengan melarutkan 1 mL, 2 mL, 3 mL, dan 4 mL Tween 80 yang masing-masing dilarutkan ke dalam 50 mL Etanol.
Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
Sintesis Nanopartikel ZnO Nanopartikel ZnO disintesis menggunakan sistim peralatan Rotor-Stator Homogenizer merek High Speed Homogenizer FSH-2A.
Lebar celah rotor-stator-nya adalah 1 mm.
Pertama-tama prekursor ZnCl2 dimasukkan ke dalam gelas beker 100 mL dan dihomogenisasi dengan memutar rotor pada laju 8000 rpm pada temperatur Satu menit kemudian, cairan prekursor Tween 80 diteteskan secara perlahan ke dalamnya dengan menggunakan syiringe.
Setelah penetesan prekursor Tween 80 selesai dilakukan, homogenisasi terus dilakukan dengan meningkatkan laju putar rotor pada 10800 rpm selama 10 menit.
Hasil larutan homogen campuran prekursor ZnCl2 dan prekursor Tween 80 yang diperoleh selanjutnya dipanaskan pada temperatur 80oC selama 60 menit secara radiatif menggunakan lampu berdaya 500 watt.
Temperatur larutan homogen hasil pemenasan diukur secara langsung dengan menggunakan termometer.
Setelah dipanaskan larutan ini kembali dihomogenisasi pada laju rotasi rotor 10800 rpm pada temperatur ruang selama 5 menit.
Proses sintesis seperti ini dilakukan untuk masing-masing ragam konsenatrasi prekursor Tween 80 yang digunakan.
Karaterisasi Nanopartikel ZnO yang disintesis, yang telah dilapisi oleh Tween 80, selanjutnya dikarakterisasi.
Karakterisasi dilakukan mencakup: .
pengukuran distribusi diameter .
ntuk mendapatkan diameter ratarata dan indeks polidispersitasny.
, .
pengukuran mobilitas elektroforetik .
ntuk mendapatkan besar potensial zetany.
, dan .
pengukuran transmitans optiknya pada panjang gelombang 200 nm sampai 800 nm, untuk mengetahui sifat optiknya.
Distribusi diameter dan mobilitas elektroporetik diukur dengan menggunakan sistim peralatan Particle Size Analyzer (PSA) merek HORIBA SZ-100 (Japa.
Transmitans optik diukur dengan menggunakan sistim peralatan UV-Vis Spectrophotometer merek RIGOL Ultra Ae 3660 (RIGOL Technologies.
Chin.
Hasil Dan Pembahasan Hasil pengukuran distribusi diameter, diameter rata-rata .
dan standar deviasi (SD) nanopartikel ZnO yang disintesis tepat setelah selesai disintesis .
, ditunjukkan pada Gambar 1.
Diperoleh, diameter rata-rata nanopartikel ZnO tersebar dari 11,4 nm sampai 17,9 nm dan standar deviasinya tersebar dari 2,8 nm sampai 13,2 nm.
Terlihat ada korelasi yang signifikan antara peningkatan volume Tween 80 yang digunakan dengan pengecilan ukuran nanopartikel ZnO dan penyempitan distribusi ukurannya.
Ketika volume Tween 80 yang digunakan bertambah, diameter rata-rata nanopartikel hasil sintesis berkurang.
Hal yang sama terjadi pada standar deviasinya.
Standar deviasi nanopartikel berkurang ketika volume Tween 80 yang digunakan Secara teoritik, molekul Tween 80 yang bersifat amfifilik akan bermigrasi ke antarmuka nanopartikelpelarut.
Bagian hidrofobik dari molekul Tween 80 berinteraksi dengan permukaan nanopartikel ZnO yang memiliki energi bebas permukaan yang tinggi, sementara rantai polioksietilen yang hidrofilik dari molekul Tween 80 menjulur ke arah medium air .
edia dispers.
BolAoshagin & Roldughin .
melaporkan bahwa hadirnya molekul surfaktan pada permukaan nuklei ZnO menciptakan penghalang fisik sehingga dapat menghalangi penambahan atom lebih lanjut ke kisi kristal nuklei ZnO tersebut.
Dengan meningkatnya konsentrasi Tween 80, kerapatan molekul yang teradsorpsi pada permukaan nuklei ZnO semakin tinggi, sehingga laju pelapisan lebih dominan dari pada laju pertumbuhan kinetik nuklei.
Peningkatan konsentrasi Tween 80 juga menyebabkan penurunan nilai standar deviasi (SD) yang drastis, dari 13,2 nm (Gambar 1.
menjadi 2,8 nm (Gambar 1.
Penurunan SD ini berkaitan dengan efektivitas stabilisasi sterik oleh molekul Tween 80.
Pada konsentrasi rendah .
mL), jumlah molekul Tween 80 tidak mencukupi untuk menutupi seluruh permukaan nuklei ZnO yang terbentuk secara simultan.
Akibatnya, sebagian nuklei mengalami koalisi dan pertumbuhan yang tidak terkendali sehingga menghasilkan variasi ukuran yang lebih lebar.
Sebaliknya, pada konsentrasi yang lebih tinggi .
mL), molekul Tween 80 tersedia cukup untuk melapisi setiap nuklei ZnO segera setelah proses nukleasi terjadi.
Secara molekuler, interaksi antara molekul Tween 80 dan nanopartikel ZnO dipicu oleh adanya kekosongan oksigen .
xygen vacancie.
pada permukaan nanopartikel ZnO, yang memberikan titik aktif bagi gugus fungsi dari molekul Tween 80 untuk berikatan koordinasi dengan ion Zn2 di permukaan nanopartikel ZnO.
Ketika konsentrasi Tween 80 meningkat, viskositas mikro di sekitar nanopartikel akan berubah .
dan hambatan sterik menjadi lebih kuat.
Bagian hidrofilik dari molekul Tween 80 yang berikatan dengan molekul air menciptakan lapisan Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
hidrasi yang kuat.
Lapisan ini mencegah terjadinya proses Ostwald ripening dimana nanopartikel kecil larut ke dalam medium dan bermigrasi ke permukaan nanopartikel yang lebih besar.
Gambar 1.
Distribusi diameter, diameter rata-rata .
dan standar deviasi (SD) nanopartikel ZnO yang disintesis menggunakan: .
1 mL, .
2 mL, .
3 mL, dan .
4 mL Tween 80, yang masing-masing dilarutkan ke dalam 50 mL Etanol.
Pengukuran dilakukan tepat setelah nanopartikel selesai disintesis .
Dengan terhambatnya koalisi dan ripening pada nanopartikel, ukuran nanopartikel ZnO dapat terjaga.
Ini menjelaskan mengapa diameter rata-rata nanopartikel ZnO yang menggunakan Tween 80 dengan volume 4 mL jauh lebih kecil dan lebih seragam.
Hasil ini menunjukkan bahwa Tween 80 berfungsi sebagai pengontrol morfologi dan ukuran yang sangat efektif dalam sintesis nanopartikel berbasis solvolisis.
Dari hasil ini terlihat bahwa peningkatan konsentrasi Tween 80 memberikan dua keuntungan: .
menurunkan diameter rata-rata nanopartikel dengan membatasi akses prekursor ke permukaan kristal nanopartikel .
elapisan cepa.
mempersempit distribusi diameter .
enurunkan SD) melalui mekanisme stabilisasi sterik yang mencegah aglomerasi dan koalisi antar nanopartikel.
Gambar 2.
Distribusi potensial zeta dan mobilitas elektroporetik rata-rata nanopartikel ZnO yang disintesis menggunakan: .
1 mL, .
2 mL, .
3 mL, dan .
4 mL Tween 80, yang masing-masing dilarutkan ke dalam 50 mL Etanol.
Pengukuran dilakukan tepat setelah nanopartikel selesai disintesis .
Hasil pengukuran mobilitas elektroforetik dan distribusi potensial zeta pada saat tepat setelah nanopartikel ZnO selesai disintesis .
, ditunjukkan pada Gambar 2.
Potensial zeta rata-rata nanopartikel sangat rendah .
endekati no.
, tersebar dari -0,1 mV sampai -0,2 mV.
Sementara mobilitas elektroforetik rataratanya tersebar dari 0 cm2/Vs sampai -2x10-6 cm2/Vs.
Terlihat, potensial zeta nanopartikel ZnO tidak berubah untuk penggunaan tiga ragam volume Tween 80 .
mL, 2 mL, 3 mL).
Penurunan terjadi ketika volume Tween 80 yang digunakan 4 mL.
Potensial zeta adalah parameter yang menunjukkan muatan listrik bersih pada lapisan geser .
lipping plan.
suatu partikel di dalam medium dispersi.
Kasim et al.
melaporkan bahwa titik isoelektrik (Isoelectric Point/IEP) nanopartikel ZnO berada pada kisaran pH 9 sampai 10.
Ketika nanopartikel Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
ZnO .
anpa dilapisi oleh surfakta.
didispersi di dalam medium air yang memiliki pH netral .
H .
, potensial zetanya adalah positif yang besarnya sekitar antara 15 mV hingga 30 mV karena protonasi gugus hidroksil permukaan (AeZnOH2 ).
Pada penelitian ini potensial zeta nanopartikel ZnO diperoleh mendekati netral .
ampir no.
Ini disebabkan oleh sifat kimia Tween 80 sebagai surfaktan yang non-ionik.
Secara teoritis, ketika molekul Tween 80 teradsorpsi di permukaan nanopartikel ZnO melalui interaksi antara gugus hidrofilik polioksietilen dengan ion Zn 2 di permukaan kristal nanopartikel ZnO, molekul tersebut membentuk lapisan pelindung yang tebal.
Taheri et al.
melaporkan bahwa surfaktan non-ionik tidak memberikan muatan listrik tambahan ke permukaan nanopartikel, melainkan justru menutupi muatan asli permukaan nanopartikel tersebut.
Hal ini mengakibatkan pergeseran slipping plane menjauh dari permukaan padat nanopartikel ke arah luar masuk ke dalam fase cair .
edium dispers.
dimana potensial listrik telah meluruh secara signifikan.
Fenomena ini menjelaskan mengapa nilai potensial zeta yang terukur pada penelitian ini sangat rendah.
Perbedaan mencolok antara literatur ( 20 mV) dan hasil eksperimen ini .
,1 hingga -0,2 mV) membuktikan bahwa pelapisan Tween 80 telah berhasil meniadakan pengaruh muatan elektrostatik permukaan asli nanopartikel ZnO.
Adsorpsi polimer Tween 80 yang berat molekulnya besar akan menyaring .
medan listrik permukaan nanopartikel ZnO sehingga instrumen PSA hanya mendeteksi nilai potensial yang hampir netral pada batas lapisan hidrasi surfaktan.
Ditinjau secara elektrostatik, nanopartikel dengan potensial zeta di bawah C 30 mV dianggap tidak stabil dan sangat rentan terhadap aglomerasi.
Menurut teori DLVO (Derjaguin-Landau-Verwey-Overbee.
, stabilitas koloid bergantung pada kesetimbangan antara gaya tarik van der Waals dan gaya tolak elektrostatik .
Jika potensial zeta rendah (-0,1 sampai -0,2 mV), gaya tolak menolak elektrostatik antar nanopartikel hampir tidak ada.
Implikasinya nanopartikel mudah berkoalisi melalui proses tumbukan akibat gerak Brown dan melekat satu sama lain karena gaya tarik van der Waals yang dominan sehingga menyebabkan aglomerasi dalam waktu singkat.
Namun, untuk sistem yang menggunakan penyelubung surfaktan, stabilitas tidak hanya ditentukan oleh parameter elektrostatik yang diwakili oleh potensial zeta, melainkan juga oleh hambatan sterik yang dihasilkan oleh molekul surfaktan.
Meskipun potensial zetanya menunjukkan ketidakstabilan secara teoritis, nanopartikel yang diselubungi oleh surfaktan dapat tetap terdispersi dengan baik di dalam medium dalam jangka panjang jika lapisan sterik yang dihasilkan oleh surfaktannya cukup tebal untuk mencegah inti nanopartikel saling bersentuhan.
Gambar 3.
Transmitans optik nanopartikel ZnO yang disintesis menggunakan: 1 mL, 2 mL, 3 mL, dan 4 mL Tween 80, yang masing-masing dilarutkan ke dalam 50 mL Etanol.
Pengukuran dilakukan: .
tepat setelah nanopartikel selesai disintesis .
setelah 60 hari.
Hasil pengukuran transmitans optik nanopartikel ZnO hasil sintesis di atas, dari panjang gelombang 200 nm sampai 700 nm yang diukur tepat setelah nanopartikel selesai disintesis .
, ditunjukkan pada Gambar 3a.
Nanopartikel ZnO terlihat mentransmisikan secara baik gelombang sinar tampak .
nm sampai 700 n.
dan menyerap secara baik gelombang ultraviolet (< 400 n.
Spektrum transmitans optik yang ditunjukkan pada Gambar 3a memberikan informasi yang sangat penting mengenai interaksi radiasi elektromagnetik dengan sistem koloid nanopartikel ZnO-Tween 80 hasil sintesis.
Profil transmitans ini menunjukkan variasi yang signifikan seiring dengan perubahan volume Tween 80 yang digunakan, terutama Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
pada rentang ultraviolet (UV).
Pada daerah UV-C .
-280 n.
dan UV-B .
-320 n.
spektrum transmitans ini menunjukkan bahwa semua sampel memiliki nilai transmitans yang rendah, dengan lembah absorpsi .
itik transmitans terenda.
berada di sekitar panjang gelombang 280-300 nm.
Pada daerah UV-A .
-400 n.
, terjadi kenaikan transmitans yang sangat tajam yang merepresentasikan ambang absorpsi intrinsik .
undamental absorption edg.
nanopartikel ZnO.
Absorpsi kuat di daerah UV ini terjadi akibat eksitasi elektron pada nanopartikel ZnO dari pita valensi ke pita konduksi.
Terlihat tren dimana semakin besar volume Tween 80 yang digunakan, semakin rendah nilai transmitansnya .
emakin tinggi absorpsiny.
pada daerah UV.
Sebagai contoh, pada panjang gelombang 300 nm, sampel dengan 4 mL Tween 80 menunjukkan transmitans terendah .
-10%), sedangkan sampel dengan 1 mL Tween 80 menunjukkan transmitans yang lebih tinggi .
%).
Hal ini berkaitan dengan efisiensi pembentukan nanopartikel.
Konsentrasi surfaktan yang lebih tinggi memfasilitasi pembentukan nuklei ZnO yang lebih banyak dan lebih kecil .
erdispersi bai.
, sehingga luas permukaan efektif untuk menyerap radiasi UV meningkat secara signifikan.
Pada daerah sinar tampak, seluruh sampel menunjukkan nilai transmitans yang sangat tinggi, berkisar antara 87,55% hingga 96,72%.
Hal ini menunjukkan bahwa dispersi nanopartikel ZnO-Tween 80 sangat transparan.
Ukuran nanopartikel ZnO yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya tampak meminimalkan hamburan Rayleigh sehingga meningkatkan transparansinya .
Terlihat juga bahwa konsentrasi Tween 80 mempengaruhi transparansi koloid.
Berbeda pada daerah UV, pada daerah sinar tampak .
hususnya >450 n.
, sampel dengan 1 mL Tween 80 justru memiliki transmitans paling tinggi .
,7%), sedangkan sampel dengan 4 mL memiliki transmitans yang relatif lebih rendah .
,5%) meskipun masih tergolong sangat transparan.
Perbedaan nilai transmitans di atas dapat dijelaskan melalui ketebalan dan kepadatan lapisan enkapsulator Tween 80 di permukaan nanopartikel ZnO.
Peningkatan volume Tween 80 dari 1 mL ke 4 mL meningkatkan kepadatan molekul Tween 80 yang terikat pada permukaan nanopartikel ZnO .
engisi kekosongan oksigen di permukaan nanopartike.
Lapisan surfaktan yang semakin tebal dan padat ini cenderung meningkatkan hamburan internal atau refleksi pada antarmuka, yang menyebabkan menurunkan intensitas cahaya tampak yang diteruskan melalui medium.
Selain itu, lapisan Tween 80 memiliki indeks bias yang berbeda dengan pelarut air.
Bertambahnya konsentrasi surfaktan di dalam sistem adalah meningkatkan fraksi volume zat terlarut organik di dalam sistem tersebut, yang menurut hukum Lorentz-Lorenz dapat mengubah indeks bias efektif medium dispersi, sehingga mempengaruhi nilai transmitans totalnya .
Stabilitas ukuran dan sifat optik nanopartikel yang telah disintesis dan telah dilapisi di atas, selanjutnya Keempat koloid nanopartikel tersebut disimpan selama 60 hari pada temperatur ruang.
Pengukuran distribusi diameter, diameter rata-rata dan standar deviasi kembali dilakukan setelah masa Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 4.
Jika kita bandingkan hasil pada Gambar 4 .
etelah masa penyimpnan 60 har.
dan hasil pada Gambar 1 .
ada saat 0 har.
, distribusi diameter, diameter rata-rata dan standar deviasi nanopartikel, berubah.
Terjadi penambahan diameter rata-rata dan pelebaran distribusi ukuran .
eningkatan standard deviatio.
yang signifikan pada semua sampel setelah 60 hari masa Pada hari ke-0, diameter rata-rata berkisar antara 11,4 nm hingga 17,9 nm, namun setelah 60 hari, ukuran nanopartikel mengalami pergeseran ke arah skala yang lebih besar.
Penambahan diameter ratarata ini mengindikasikan bahwa meskipun Tween 80 bertindak sebagai capping agent, sistem koloid masih mengalami ketidakstabilan termodinamika selama penyimpanan.
Hal ini sejalan dengan yang dilaporkan oleh Michalak et al.
, yang menyatakan bahwa nanopartikel logam oksida dalam media cair cenderung mengalami pertumbuhan sekunder untuk meminimalkan energi bebas permukaannya yang tinggi melalui proses reduksi luas permukaan total.
Fenomena peningkatan diameter rata-rata dan nilai SD setelah 60 hari ini dapat dijelaskan melalui mekanisme Ostwald ripening.
Nanopartikel-nanopartikel yang lebih kecil, yang memiliki kelarutan permukaan yang lebih tinggi karena kelengkungan permukaannya yang ekstrem, secara perlahan larut ke dalam medium dan bergerak menuju permukaan nanopartikel yang lebih besar dan terserap .
Proses ini didorong oleh gradien konsentrasi kimia di sekitar nanopartikel dengan ukuran yang berbeda.
Meskipun Tween 80 membentuk lapisan hidrasi di sekitar permukaan nanopartikel dan menghasilkan gaya tolak sterik, rendahnya potensial zeta memfasilitasi kedekatan antar nanopartikel .
lose proximit.
, yang mempercepat transfer massa yang memicu Ostwald ripening.
Akibatnya, populasi nanopartikel kecil berkurang sementara nanopartikel besar terus bertumbuh, yang secara visual terlihat dari pergeseran kurva distribusi diameter pada Gambar 4 dibandingkan dengan Gambar 1.
Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
( .
( .
( .
Gambar 4.
Distribusi diameter, diameter rata-rata .
dan standar deviasi (SD) nanopartikel ZnO yang disintesis menggunakan: .
1 mL, .
2 mL, .
3 mL, dan .
4 mL Tween 80, yang masing-masing dilarutkan ke dalam 50 mL Etanol.
Pengukuran dilakukan setelah 60 hari sejak nanopartikel selesai disintesis.
Selama 60 hari masa penyimpanan, efektivitas stabilisasi sterik dari rantai polioksietilen Tween 80 diuji.
Pada konsentrasi Tween 80 yang rendah .
mL), jumlah molekul surfaktan ini terlihat tidak mencukupi untuk menutupi seluruh permukaan baru nuklei ZnO yang muncul akibat pertumbuhan, sehingga menyebabkan lonjakan standa deviasi yang drastis (Gambar 4.
Namun, pada konsentrasi yang lebih tinggi .
mL), peningkatan ukuran diameter nanopartikel tampak lebih teredam dibandingkan konsentrasi rendah.
Hal ini menunjukkan bahwa kerapatan molekul Tween 80 yang tinggi pada antarmuka ZnO-air mampu memberikan hambatan fisik yang lebih kuat terhadap koalisi.
Sebagaimana dilaporkan oleh Ettelaie et al.
stabilitas sterik sangat bergantung pada ketebalan lapisan adsorpsi dan derajat hidrasi dari rantai polimer.
Selama masa penyimpanan, kemungkinan terjadi relaksasi rantai polimer atau desorpsi parsial yang mengurangi efisiensi Namun pada konsentrasi 4 mL, sisa molekul di larutan mungkin membantu mempertahankan integritas lapisan lebih baik dari pada konsentrasi rendah.
Stabilitas nanopartikel ZnO dalam sistem ini bersifat stabilitas kinetik yang didominasi oleh hambatan sterik, namun ketiadaan stabilitas elektrostatik .
otensial zeta .
menyebabkan sistem tetap mengalami evolusi ukuran.
Proses Ostwald ripening dan aglomerasi adalah mekanisme utama yang bertanggung jawab atas peningkatan diameter ratarata dan standar deviasi setelah 60 hari ini.
Hasil ini menegaskan bahwa untuk penyimpanan jangka panjang, konsentrasi capping agent non-ionik harus dioptimalkan secara ketat untuk mengimbangi ketiadaan gaya tolak Perbandingan diameter rata-rata nanopartikel dan persentase pertumbuhannya pada 0 hari vs 60 hari ditunjukkan pada Tabel 1.
Terjadi hubungan terbalik yang tajam antara konsentrasi Tween 80 dan laju pertumbuhan nanopartikel selama 60 hari.
Sampel dengan 1 mL Tween 80 menunjukkan ketidakstabilan ekstrem dengan persentase pertumbuhan mencapai 83,7%.
Sebaliknya, pada sampel 4 mL, pertumbuhan ukuran dapat diredam secara signifikan hingga hanya sebesar 2,6%.
Fenomena ini menunjukkan bahwa laju Ostwald ripening dan koalisi sangat bergantung pada kerapatan adsorpsi molekul surfaktan pada permukaan nanopartikel ZnO.
Pada konsentrasi rendah .
mL), cakupan permukaan .
urface coverag.
oleh Tween 80 tidak sempurna .
ub-monolaye.
, meninggalkan banyak titik aktif .
xygen vacancie.
yang terbuka pada permukaan Hal ini memudahkan ion-ion dari nanopartikel kecil berdifusi dan mengendap pada nanopartikel yang lebih besar.
Sementara pada penambahan 4 mL Tween 80, laju pertumbuhan rendah .
,6%).
Ini menunjukkan bahwa lapisan polioksietilen sangat padat di permukaan nanopartikel sehingga menciptakan penghalang fisik yang efektif.
Meskipun potensial zeta mendekati nol .
eniadakan tolak-menolak elektrostati.
pada sampel ini, gaya tolak sterik yang dihasilkan oleh tumpang tindih rantai polimer surfaktan Tween 80 cukup Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
kuat untuk mencegah inti nanopartikel ZnO bersentuhan secara langsung saat terjadi tumbukan Brown.
Hasil ini konsisten dengan penelitian Ettelaie et al.
, dimana pada sistem koloid non-ionik, stabilitas jangka panjang lebih ditentukan oleh ketebalan lapisan hidrasi dari pada muatan permukaan.
Pengurangan laju pertumbuhan dari 83,7% menjadi 2,6% mengkonfirmasi bahwa Tween 80 berfungsi sebagai pengontrol morfologi nanopartikel yang sangat efektif dalam menghambat aglomerasi sekunder selama masa Tabel 1.
Perbandingan diameter rata-rata dan persentase pertumbuhan nanopartikel ZnO .
hari vs 60 har.
Volume Tween 80 .
L) 1 mL .
2 mL .
3 mL .
4 mL .
Diameter Hari-0 .
Diameter Hari-60 .
Selisih .
% Pertumbuhan 83,7% 50,2% 59,5% 2,6% Meskipun telah disebut di atas bahwa penambahan volume Tween 80 menurunkan persentasi pertumbuhan nanopartikel selama masa penyimpanan, tetapi teramati ada anomali ketika Tween 80 yang digunakan sebesar 3 mL.
Persentasi pertumbuhan nanopartikel meningkat menjadi 59,5% dari sebelumnya 50,2%.
Ini diduga berkaitan dengan kesetimbangan dinamis antara molekul-molekul Tween 80 yang terikat pada permukaan nanopartikel ZnO dengan yang bebas di dalam larutan.
Pada volume Tween 80 sebesar 3 mL, kuat dugaan menjadi titik labil termodinamika sistem koloid ini.
Selama 60 hari masa penyimpanan, terjadi desorpsi .
molekul Tween 80 dari permukaan nanopartikel ZnO kembali ke fase cair di dalam larutan untuk mencapai kesetimbangan kimia koloid yang baru.
Lepasnya agen pelindung ini mengekspos kembali permukaan aktif nanopartikel ZnO yang tidak stabil .
emiliki energi permukaan tingg.
, sehingga memicu terjadinya aglomerasi selama penyimpanan.
Namun, ketika volume Tween 80 dinaikkan ke 4 mL, hal di atas tidak lagi terjadi karena seluruh permukaan nanopartikel ZnO telah terlapisi seluruhnya dengan kerapatan yang tinggi, ditambah lagi adanya efek rintangan struktural .
aging effec.
dari molekul-molekul Tween 80 yang bebas di dalam larutan yang sangat padat sehingga memblokir pergerakan Ini menjelaskan mengapa penggunaan Tween 80 sebesar 4 mL kembali menunjukkan stabilitas ukuran nanopartikel yang sangat tinggi, yang pertumbuhannya hanya 2,6%.
Tabel 2.
Peningkatan standar deviasi (SD) nanopartikel ZnO yang diukur pada 0 hari dan setelah 60 hari dan Volume Tween 80 L) 1 mL .
2 mL .
3 mL .
4 mL .
SD Hari-0 .
SD Hari-60 .
Peningkatan SD SD) .
Rasio SD (SD-60/SD-.
1,34
1,12
2,08
1,07
Peningkatan standar deviasi (SD) nanopartikel ZnO yang diukur pada 0 hari dan setelah 60 hari dan rasionya, ditunjukkan pada Tabel 2.
Terlihat bahwa terjadi pelebaran distribusi ukuran yang sistematis selama masa penyimpanan 60 hari.
Pada sampel dengan konsentrasi Tween 80 terendah .
mL), nilai SD melonjak dari 13,2 nm menjadi 17,7 nm.
Secara statistik, rasio SD yang lebih tinggi pada volume Tween 80 yang rendah menunjukkan bahwa proses aglomerasi dan koalisi terjadi secara acak dan tidak seragam.
Hal ini disebabkan oleh ketidakmampuan molekul surfaktan dalam jumlah terbatas melapisi seluruh nuklei ZnO secara Ketika surfaktan tidak mencukupi untuk membalut secara sempurna permukaan nanopartikel, gaya tarik van der Waals akan menyebabkan penggabungan nanopartikel pada laju yang berbeda-beda, sehingga menghasilkan populasi ukuran yang sangat beragam.
Sebaliknya pada penggunaan 4 mL Tween 80, peningkatan SD adalah yang paling rendah .
SD = 0,2 n.
dengan rasio SD-60/SD-0 hanya 1,07.
Ini menunjukkan bahwa konsentrasi Tween 80 yang tinggi mampu mempertahankan tingkat monodispersitas koloid jauh lebih baik.
Hal ini secara teoritis berkaitan dengan stabilitas sterik yang seragam di seluruh permukaan nanopartikel.
Rantai polioksietilen yang padat menciptakan penghalang fisik yang konstan, sehingga meskipun terjadi pertumbuhan ukuran yang kecil .
kibat Ostwald ripenin.
, pertumbuhan tersebut terjadi secara lebih merata di seluruh populasi nanopartikel.
Meskipun potensial zeta nanopartikel mendekati Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
nol untuk semua sampel, perbedaan signifikan pada nilai SD ini menegaskan bahwa pada sistem koloid yang diselubungi surfaktan non-ionik, homogenitas ukuran jangka panjang lebih ditentukan oleh kekuatan penghalang sterik dari pada tolak-menolak elektrostatik.
Selanjutnya pengukuran transmitans optik nanopartikel ZnO di atas dilakukan setelah masa penyimpanan untuk melihat stabilitas sifat optiknya.
Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 3b.
Terlihat terjadi perubahan transmitansnya dari 0 hari dan pada saat setelah disimpan selama 60 hari (Gambar 3a ke Gambar Perubahan ini mengindikasikan bahwa meskipun nanopartikel ZnO telah distabilkan oleh Tween 80, sistem koloid tersebut tetap mengalami proses penuaan .
yang mempengaruhi karakteristik optiknya.
Dengan kata lain, terjadi dinamika struktural dan morfologis yang signifikan pada nanopartikel ZnO selama masa penyimpanan.
Pergeseran tepi serapan .
bsorption edg.
atau perubahan nilai transmitans pada daerah UV .
i bawah 400 n.
mengindikasikan adanya perubahan ukuran inti nanopartikel .
anpa memperhitungkan tebal selubung yang dibentuk oleh Tween .
Selama masa penyimpanan 60 hari, inti nanopartikel ZnO cenderung mengalami Ostwald ripening.
Peningkatan ukuran ini menyebabkan penyempitan celah pita energinya .
ptical band ga.
Pertumbuhan kristal nanopartikel ZnO selama masa penyimpanan dalam medium cair dapat disertai dengan peningkatan keteraturan kisi kristalnya, namun jika pertumbuhannya tidak terkendali, hal ini akan menurunkan transmitans pada daerah UV karena penyerapan foton yang lebih efektif oleh volume partikel yang lebih besar.
Pada Gambar 3a, pelapisan Tween 80 sangat seragam.
Namun, setelah 60 hari (Gambar 3.
, terjadi perubahan pada konfigurasi lapisannya.
Molekul air dapat berpenetrasi melalui lapisan Tween 80 sehingga memicu terjadinya hidrasi di permukaan nanopartikel ZnO yang membentuk klaster Zn(OH)2 yang bersifat metastabil .
Ketidakstabilan ini dapat menyebabkan desorpsi parsial Tween 80 atau penataan ulang molekul-molekul Tween 80 pada permukaan nanopartikel, yang mengurangi gaya tolak sterik antar Akibatnya, terjadi peningkatan standar deviasi ukuran.
Nanopartikel tidak lagi memiliki ukuran yang seragam, yang pada gilirannya menyebabkan hamburan cahaya (Mie scatterin.
menjadi lebih bervariasi dan menurunkan kejernihan optik dispersi tersebut.
Sifat optik nanopartikel ZnO sangat dipengaruhi oleh cacat intrinsiknya seperti kekosongan oksigen .
xygen vacancie.
dan interstisial Zn.
Selama penyimpanan 60 hari dalam medium air, interaksi kimia pada antarmuka nanopartikel ZnO-Tween 80-Air menyebabkan "penyembuhan" atau saturasi pada titik-titik cacat permukaan tersebut oleh gugus hidroksil (OH).
Pengurangan atau perubahan distribusi cacat permukaan ini mengubah densitas keadaan .
ensity of state.
di dekat tepi pita energi nanopartikel.
Kuchibhatla et al.
melaporkan bahwa migrasi ion oksigen dan perubahan keadaan oksidasi di permukaan nanopartikel ZnO selama masa penuaan dapat menggeser posisi energi Fermi-nya dan mengubah profil transmitans, terutama pada daerah transisi UV-Vis.
Perubahan ini menjelaskan mengapa kemiringan kurva transmitans pada Gambar 3b tampak lebih landai dibandingkan pada Gambar 3a.
Perubahan transmitans pada rentang cahaya tampak .
-700 n.
sangat dipengaruhi oleh derajat Gambar 3b menunjukkan penurunan transmitans yang signifikan dibandingkan Gambar 3a, hal ini membuktikan bahwa nanopartikel telah membentuk aglomerat yang lebih besar dari batas hamburan Rayleigh.
Pembentukan aglomerasi ini berkonsekuensi meningkatkan penampang lintang hamburan .
cattering cross-sectio.
Vollath .
melaporkan bahwa aglomerasi nanopartikel ZnO dalam medium cair seiring berjalannya waktu sulit dihindari secara total karena gaya tarik-menarik Van der Waals yang mulai mendominasi ketika stabilitas sterik dari enkapsulator melemah.
Hal ini mengakibatkan cahaya lebih banyak dihamburkan dari pada diteruskan, sehingga nilai transmitans menurun.
Perubahan sifat optik yang ditunjukkan pada Gambar 3a dan Gambar 3b disebabkan oleh sinergi antara pertumbuhan kristal (Ostwald ripenin.
dan penurunan efektivitas perlindungan sterik Tween 80 yang memicu aglomerasi.
Proses ini mengubah distribusi ukuran .
eningkatkan standar devias.
dan memodifikasi profil cacat permukaan, yang secara kolektif menggeser karakteristik absorpsi dan meningkatkan hamburan cahaya.
Kesimpulan Stabilitas ukuran dan sifat optik nanopartikel ZnO yang dilapisi polimer Tween 80, telah diinvestigasi.
Hasilnya menunjukkan bahwa konsentrasi Tween 80 sangat mempengaruhi stabilitas ukuran dan sifat optik nanopartikel ZnO.
Peningkatan volume Tween 80 dari 1 mL ke 4 mL secara signifikan menurunkan diameter rata-rata nanopartikel dari 17,9 nm menjadi 11,4 nm dan mempersempit distribusi ukuran .
tandar deviasi turun dari 13,2 nm menjadi 2,8 n.
pada saat sintesis .
Karakterisasi elektrostatiknya menunjukkan Electronic ISSN : 2656-3088 Homepage: https://w.
journal-jps.
Journal of Pharmaceutical and Sciences 2026.
, .
- https://doi.
org/10.
36490/journal-jps.
bahwa pelapis Tween 80 menghasilkan potensial zeta yang mendekati netral (-0,1 hingga -0,2 mV).
Ini menunjukkan bahwa Tween 80 dapat menyaring .
muatan permukaan asli ZnO melalui pembentukan lapisan pelindung.
Penggunaan Tween 80 sebesar 4 mL yang dilarutkan ke dalam 50 mL Etanol diperoleh menjadi konsentrasi yang paling optimal untuk meredam laju pertumbuhan nanopartikel.
Profil optiknya menunjukkan bahwa semua nanopartikel terlapisi mempertahankan transparansi yang tinggi di atas 87% pada spektrum cahaya tampak dan memiliki kemampuan penyerapan UV yang optimal.
Hasil ini menegaskan bahwa penggunaan Tween 80 dalam konsentrasi yang tepat, secara efektif dapat menghambat proses Ostwald ripening dan aglomerasi sekunder.
Konflik Kepentingan Penulis menyatakan tidak memiliki konflik kepentingan yang dapat memengaruhi pelaksanaan, analisis, maupun pelaporan hasil penelitian ini.
Seluruh proses penelitian dilakukan secara independen dan sesuai dengan kaidah ilmiah yang berlaku.
Referensi