Saturday, 7 January 2017

Muatan Elektrostatik Serbuk Farmasetik

Elektrostatik atau listrik statik sudah tidak asing lagi bagi kita. Fenomena ini sudah dikenalkan sejak masih sekolah dasar, dengan contoh mistar mika yang digosok sehingga mampu menarik sobekan-sobekan kertas kecil. Di lingkungan sehari-hari, masalah elektrostatik bisa dialami saat kita berjalan di lantai beralas karpet dan kemudian memegang kenop pintu dari logam. Saat itu bisa terjadi loncatan kecil listrik yang bisa membuat kaget.
Muatan elektrostatik merupakan gejala alam yang sudah lama teramati dan diteliti, bahkan tidak diragukan lagi merupakan jenis listrik yang pertama kali dikenal manusia. Catatan manusia pertama mengenai kelistrikan ini adalah oleh Thales dari Miletus (624-547 SM), sekitar tahun 600 SM, yang menyebutkkan batu amber yang digosok dapat menarik benda ringan seperti rambut, bulu, dan lain-lain. Fenomena ini kemudian disebut efek amber. Bahkan dipercaya bahwa pengetahuan mengenai listrik statik jauh lebih tua dari itu (Jonassen, 1998).
Pada tahun 1600, William Gilbert (1544-1603) yang mempelajari magnetisme dan efek amber, menemukan banyak bahan selain amber yang akan menunjukkan fenomena serupa jika digosok. Bahan ini kemudian disebut elektrik, yang berasal dari kata elektra, istilah amber dalam bahasa Grika. (Galembeck et al, 2014). Selanjutnya, sekitar tahun 1730, Stephen Gray (1666-1736) memperkenalkan insulator dan konduktor.
Ide mengenai adanya dua jenis kelistrikan diutarakan Charles François de Cisternay du Fay (1698-1739), atau dengan nama singkat Charles du Fay, pada tahun 1734. Dia membedakan dua jenis kelistrikan yang dihasilkan dari friksi, yakni vitreous, yang dihasilkan gelas, batu, kristal, batu berharga, wol, dll, dan resinous (yang terbentuk pada bahan resin seperti karet, kopal, gum lack, sutera, kertas, dll (Bailey, 2001). Kedua istilah tersebut kemudian ditinggalkan setelah Benjamin Franklin (1706-1790) memperkenalkan muatan positif dan negatif pada tahun 1747-1748.
Setelah itu makin banyak peneliti yang terlibat dalam riset terkait kelistrikan. Namun, karena kerumitannya, hingga saat ini belum ada pemahaman yang memadai untuk menjelaskan masalah pemindahan muatan tersebut. Alasan kesulitan ini antara lain: (1) tidak ada kesetimbangan dalam fenomena muatan kontak, sehingga sulit untuk dinyatakan secara teoritis dan eksperimental; (2) skala waktu dan panjang dalam rentang yang lebar, sehingga memberikan hasil yang tidak reprodusibel dan tidak mungkin dibuat model teoritisnya; (3) sifat dasar kontak, seperti tekanan, area, waktu, dan frekuensi kontak seringkali tidak diketahui dan sulit untuk ditentukan; (4) proses dapat menjadi rumit karena pemindahan elektron, ion, dan/atau, bahkan, materi (Rowley, 2001; Wong et al, 2015); (5)  banyak faktor yang terlibat, yakni sifat-sifat fisika, kimia, dan elektrikal, serta kondisi lingkungan, sehingga menyulitkan untuk membuat perulangan kejadian elektrostatik jika ada unsur yang tidak dapat ditentukan sebelumnya (Matsusaka dan Masuda, 2003).  
Di luar kesulitan tersebut, faktor-faktor utama yang dapat mempengaruhi kecenderungan munculnya dan hilangnya muatan dapat dikenali, antara lain sifat permukaan kontak, sifat partikel, kejadian kontak, dan kondisi atmosferik.
Serbuk farmasetik, baik bahan aktif maupun bahan tambahan, rentan terhadap masalah elektrostatik akibat kontak benturan atau gesekan dengan material lain, seperti partikel lain dari bahan yang sama, bahan tambahan, wadah, dan peralatan manufaktur. Pada partikel, muatan elektrostatik dapat menyebabkan dua fenomena, yakni atraksi, partikel bermuatan berlawanan saling menempel, dan repulsi, partikel serbuk berloncatan akibat daya tolak-menolak partikel bermuatan sama. Sebagai akibatnya, dapat terjadi permasalahan aliran serbuk, mulai dari ketidaklancaran aliran hingga penumpukan serbuk dalam saluran dan menyebabkan kebuntuan (Ghadiri et al, 2003), homogenitas kandungan karena aglomerasi (Shinbrot et al, 2006) atau segregasi (Mehrota et al, 2007), dan kontaminasi (Eilbeck et al, 2000). Yang lebih berbahaya lagi, sengatan listrik statik dapat dialami operator mesin, atau bahkan terjadi ledakan pada mesin (Muzzio, 2011).
sticking.jpg
Pola khas penempelan partikel pada permukaan dinding mesin akibat elektrostatik (Muzzio, 2011)
IMG-20160219-WA0030.jpg
IMG-20160219-WA0031.jpg
Pelet yang mengalami triboelektrifikasi sehingga menempel pada permukaan wadah dan sarung tangan operator. Muatan yang terbentuk menyebabkan aliran pelet menjadi kurang lancar saat diisikan ke cangkang kapsul (Foto: Budi Sutrisno)
Dari segi analisa kadar, dapat terjadi galat sampling (sampling error) karena penempelan pada permukaan logam alat pengambil sampel atau wadah sampel, instabilitas selama penimbangan sehingga menyebabkan penimbangan tidak akurat, dan kehilangan spesimen selama pemindahan serbuk dengan menggunakan spatula. Kesalahan penimbangan yang besar juga dapat terjadi karena muatan statik yang ditimbulkan pakaian dan sarung tangan operator (USP 39, 2016).
sample position.jpg
Pola yang dapat terbentuk akibat penempelan zat aktif pada alat sampling karena elektrostatik. Sampel yang pertama kali diambil dengan alat sampling yang sama menunjukkan kadar zat aktif yang rendah (Muzzio, 2011)
blend vs tablet.jpg
Kadar zat aktif yang lebih rendah dan distribusi yang lebih lebar didapatkan dari sampel campuran serbuk dibandingkan tablet yang dibuat dari serbuk yang sama. Masalah ini terjadi karena penempelan zat aktif pada alat sampling dan wadah (Muzzio, 2011)
mimi 01.jpg
Contoh kasus penempelan partikel zat aktif pada permukaan dinding dalam wadah. Wadah kanan berisi campuran serbuk bahan tambahan dan zat aktif, tampak lebih keruh dibandingkan wadah kiri yang berisi campuran serbuk bahan tambahan yang sama tanpa zat aktif. (Foto: Muhaiminatul Azizah).
mettler jumping powder.jpg
Serbuk berloncatan selama pemindahan untuk penimbangan akibat muatan elektrostatik (Mettler Toledo, 2013)
Di samping efek negatif, muatan elektrostatik juga dapat dimanfaatkan dalam dunia farmasi. Misalnya, untuk memperbaiki homogenitas sediaan suspensi (González-Caballero dan López-Durán, 2000, p. 175), mencegah segregasi serbuk hasil pencampuran secara triboelektrifikasi (ordered mixture) (Staniforth dan Rees, 1981; 1982), penyalutan kering (Bose dan Bogner, 2007; Luo et al, 2008; Qiao et al, 2010a; Qiao et al, 2010b; Felton, 2010, p. 109; Qiao et al, 2013; Sauer et al, 2013), dan deposisi serbuk inhalasi pada saluran pernapasan (Mitchell et al, 2007; Kwok dan Chan, 2009; Wong et al, 2013; Xi et al, 2014). Aplikasi lain belum banyak dieksplorasi, yaitu sterilisasi elektrostatik (Kwok dan Chan, 2013), dengan menggunakan lucutan korona (Yan et al, 1992; Noyce dan Hughes, 2002) atau secara atomisasi elektrostatik (Lee dan Lee, 2005). Pemisahan berbasis elektrostatik dapat diterapkan untuk pemurnian serbuk polimer dan garam (Yanar dan Kwetkus, 1995). Di luar itu, tetapi masih terkait dengan industri farmasi adalah penerapan muatan elektrostatik dalam filtrasi udara fasilitas produksi (Whyte, 2001, p.108).
Terlihat adanya kontradiksi pengaruh muatan listrik statik terhadap segregasi campuran serbuk. Penerapan pemuatan listrik statik dalam proses pencampuran serbuk dapat membentuk campuran yang disebut ordered mixture. Campuran ini didefinisikan sebagai sistem yang menempelkan partikel kecil ke partikel pembawa besar dengan menggunakan daya tarik interpartikel (Staniforth dan Rees, 1981). Triboelektrifikasi dapat dioptimalkan sehingga bahan yang dicampur memiliki muatan yang jauh berbeda besar dan polaritasnya, umumnya partikel bahan yang halus membentuk permukaan bersifat elektronegatif, sedangkan partikel yang lebih besar membentuk muatan elektropositif. Dengan adanya perbedaan muatan ini, partikel halus dapat menempel kuat pada permukaan partikel kasar, membentuk ordered mixture yang stabil. Koefisien variasi campuran serbuk yang diproses dengan cara ini menunjukkan penurunan yang signifikan dibandingkan campuran serbuk yang tidak diberi muatan sebelumnya (Staniford dan Rees, 1981). Ordered mixture menghasilkan sistem yang lebih homogen dan stabil dibandingkan random mixture (Lai et al, 1981; Pu et al, 2009). Interaksi yang terbentuk karena elektrostatik ini akan tetap bertahan meskipun muatan berangsur-angsur menghilang, karena digantikan daya ikat antarpartikel yang lain, seperti interaksi van der Waals (Šupuk et al, 2012).
Ada dua macam muatan elektrostatik, yakni muatan triboelektrostatik dan muatan elektrostatik permanen pada permukaan partikel. Muatan elektrostatik akibat kontak diiringi gesekan, seperti  penggosokan, pergeseran, penggelindingan, atau tumbukan, merupakan muatan jenis yang pertama. Sebaliknya, muatan permanen permukaan tidak disebabkan oleh perlakuan mekanik, melainkan karena struktur permukaan serbuk. Penyebab adanya muatan elektrostatik permanen ini adalah permukaan yang terionisasi atau adanya gugus fungsi polar pada permukaan. Muatan ini tidak berpindah (immobile) dan hanya dapat ditekan dengan bahan yang bermuatan berlawanan (Führer, 1996). Di sini, pembahasan lebih banyak mengarah pada triboelektrifikasi.

1. Konsep dasar

Pemuatan elektrostatik dapat terjadi karena dua material mengalami kontak dan pemisahan. Kejadian ini disebut ‘elektrifikasi kontak’ atau ‘pemuatan kontak’ (contact charging). Jika kontak terjadi dalam waktu singkat disebut ‘pemuatan benturan’ (impact charging). Sedangkan, pemuatan dengan cara penggosokan disebut ‘elektrifikasi friksional’ atau ‘pemuatan tribo’ (tribo-charging) (Matsusaka dan Masuda, 2003). Namun, kenyataannya tidak mudah menggolongkan proses pemindahan muatan seperti geseran, gelindingan, atau tumbukan ke dalam klasifikasi tersebut, sehingga digunakanlah istilah yang lebih luas dan mencakup semuanya, yakni ‘pemuatan triboelektrik’ (Matsusaka et al, 2010).  
Selain kontak, kondisi pemisahan seperti kecepatan geseran atau penggelindingan, juga mempengaruhi pemuatan. Besar muatan yang terpindahkan antarbahan dapat mengalami penurunan jika sempat terjadi aliran balik muatan selama jeda waktu antara kontak dan pemisahan.

1.1. Pemindahan elektron                                                

Pemuatan kontak yang paling mudah dipahami dan dianggap sebagai mekanisme utama pemuatan bahan farmasi adalah pemindahan elektron (Ghori et al, 2015). Untuk memudahkan pemahaman bagaimana muatan tersebut dapat terjadi, ada baiknya meninjau kembali ke tingkat yang paling dasar, yakni atom. Atom mengandung proton pada inti dan elektron yang mengelilingi inti. Kedua materi subatom ini memiliki muatan berlawanan, dalam kuantitas yang sama. Proton dikatakan memiliki muatan positif, sedangkan elektron sebaliknya. Muatan dalam satuan coulomb, C, untuk tiap elektron sebesar -1,608.10–19 C. Untuk proton, tinggal menghilangkan tanda negatif. Satu coulomb setara dengan 1 ampere.sekon.
Dengan jumlah proton dan elektron seimbang, atom dikatakan memiliki muatan netral. Namun, saat terjadi kontak, elektron dapat berpindah dari satu bahan ke bahan yang lain. Bahan yang menerima elektron menjadi bermuatan negatif, sedangkan bahan yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif (Jonassen, 2002).
Elektron memerlukan energi untuk bisa bebas sehingga dapat berpindah. Energi yang diperlukan untuk pembebasan elektron ini berbeda-beda antara bahan yang satu dengan yang lainnya. Dalam diagram tingkat energi, cangkang terluar atom digambarkan memiliki dua pita energi, yakni pita ikatan valensi dan pita konduksi. Di antara kedua pita energi tersebut, dibatasi oleh batas terendah pita konduksi (conduction band minimum, CBM) dan batas tertinggi pita valensi (valence band maximum, VBM) pada semikonduktor anorganik, terdapat celah energi yang disebut celah atau pita terlarang (forbidden gap atau forbidden band, EG). Kedua batas, yakni CBM dan VBM, pada semikonduktor organik disebut orbital molekul terendah yang tidak terisi (lowest unoccupied molecular orbitals, LUMO) dan orbital molekul tertinggi yang terisi (highest occupied molecular orbitals, HOMO) (Khan, 2015).
us navy.jpg
Diagram tingkat energi (US Bureau of Naval Personnel, 1973)
Pada permukaan, elektron ditahan supaya tidak terlepas (ke hampa), oleh energi yang mencapai puncaknya pada tingkat hampa (EVAC). Elektron secara normal ada di pita valensi. Dengan mengabaikan kemungkinan adanya elektron di pita konduksi sebagai akibat dari eksitasi, bisa dikatakan posisi elektron terdekat dengan EVAC ada di tingkat VBM atau HOMO. Selisih energi antara EVAC dan VBM atau HOMO ini merupakan energi minimal yang diperlukan untuk melepas elektron dari sistem dan disebut sebagai energi ionisasi (IE). Sedangkan energi yang diperoleh dari pemindahan elektron yang tertangkap dari EVAC ke batas terendah tidak terisi, yakni CBM atau LUMO, disebut afinitas elektron (EA).
energy level.jpg
Diagram energi pada (a) logam (Kwok dan Chan, 2013); dan (b) semikonduktor (Khan, 2015)
Tingkat Fermi (EF) adalah tingkat energi tertinggi yang ditempati elektron pada suhu absolut nol (0 K = -273°C). Pada bahan semikonduktor dan insulator, tingkat Fermi umumnya berada di dalam celah terlarang. Sedangkan pada logam, tingkat Fermi berada pada batas tertinggi pita valensi yang terisi elektron.
Selisih energi antara tingkat Fermi dan tingkat hampa disebut fungsi kerja (work function, WF atau Φ), yang bisa dikatakan sebagai energi yang dibutuhkan untuk melepas elektron dari suatu bahan. Pada logam, fungsi kerja sama dengan energi ionisasi. Sedangkan pada semikonduktor dan insulator, energi ionisasi lebih tinggi dari fungsi kerja.
Saat permukaan dua logam mengalami kontak, elektron berpindah dari bahan dengan fungsi kerja lebih rendah (atau tingkat Fermi lebih tinggi) ke bahan dengan fungsi kerja lebih tinggi (atau tingkat Fermi lebih rendah) (Lacks dan Sankaran, 2011). Perpindahan terjadi hingga tingkat Fermi kedua bahan menjadi setara (Kwok dan Chan, 2013).
matsusaka.jpg
Energi potensial elektron kontak logam-logam. Elektron berpindah dari bahan dengan fungsi kerja lebih rendah (Metal 1) ke bahan dengan fungsi kerja lebih tinggi (Metal 2) sehingga Metal 2 menjadi bermuatan negatif. Selisih antara kedua fungsi kerja disebut sebagai beda potensial kontak. (Matsusaka et al, 2010)
Perpindahan elektron pada polimer dapat terjadi secara mekanokimia. Ikatan utama polimer dapat terputus akibat fraktur mekanik. Pemutusan ikatan C–C tersebut dapat membentuk mekano anion dan mekano kation dalam pemotongan heterolitik, dan mekano radikal dalam pemotongan homolitik (Sakaguchi et al, 1990; 2004). Mekano anion merupakan donor elektron, mekano kation berperan sebagai akseptor elektron, sedangkan mekano radikal dapat menjadi keduanya (Sakaguchi et al, 2014).
Kecenderungan suatu bahan menjadi bermuatan positif atau negatif setelah kontak dengan bahan lain dapat dievaluasi melalui seri triboelektrik. Dalam seri ini, bahan-bahan disusun berurutan sehingga bahan yang ada di atas akan bermuatan positif jika mengalami kontak dengan bahan yang ada di bawahnya. Dengan kata lain, dalam seri triboelektrik, semakin tinggi posisi bahan maka fungsi kerjanya semakin rendah dibandingkan bahan yang ada di bawahnya sehingga cenderung melepas elektron dan menjadi bermuatan positif. Semakin jauh jarak antara kedua bahan maka muatan yang terbentuk menjadi semakin besar. Seri biasanya disusun berdasarkan hasil penelitian, tidak kuantitatif, dan seringkali kurang dapat diulang dengan mudah kecuali kondisi pengujian benar-benar sama (Karner dan Urbanetz, 2011; Wong et al, 2015). Diaz dan Felix-Navarro (2004) memberikan seri triboelektrik semi-kuantitatif dengan menggabungkan empat seri kualitatif dari literatur dan hasil muatan kuantitatif pada kontak dengan logam.
Hasil penelitian Eilbeck et al (1999) dapat dijadikan contoh penyusunan seri triboelektrik. Dalam penelitian tersebut, serbuk laktosa dibuat kontak dengan permukaan separator siklon yang terbuatdari beberapa bahan, yakni baja tahan karat, asetal, polipropilen, dan PVC. Hasilnya, laktosa menjadi bermuatan negatif setelah dengan kontak dengan baja dan asetal. Muatan hasil kontak dengan baja lebih negatif dibandingkan dengan asetal. Sebaliknya, laktosa yang kontak dengan polipropilen dan PVC menjadi bermuatan positif, dengan nilai hasil kontak dengan PVC lebih tinggi dibandingkan dengan polipropilen. Dari hasil tersebut, dapat disusun seri triboelektrik: baja, asetal, laktosa, polipropilen, dan PVC.
eilbeck.jpg
Grafik muatan vs kecepatan gas untuk serbuk laktosa dengan ukuran 125-150 μm (kiri) dan 355-500 μm (kanan), setelah triboelektrifikasi dalam separator siklon yang terbuat dari bahan berbeda, yakni -  - PVC, ┈ polipropilen, - - - asetal, - - baja tahan karat dengan permukaan kasar, dan ━ baja tahan karat dengan permukaan halus. (Eilbeck et al, 1999)
Namun, beberapa bahan dapat membentuk seri triboelektrik yang melingkar (cyclic triboelectric series). Hal ini menjadikan sifat fisika tunggal tidak bisa digunakan secara umum untuk menjelaskan kejadian elektrifikasi kontak, dan mengindikasikan adanya mekanisme lain yang ikut berperan (McCarty dan Whitesides, 2008).

1.2. Pemindahan ion

Pemuatan bisa terjadi melalui pemindahan ion, yang terkandung di dalam atau permukaan bahan (Robins et al, 1980). Pemindahan ion terjadi jika ion tersedia dalam jumlah besar. Jika jumlahnya tidak memadai maka pemuatan lebih banyak disebabkan pemindahan elektron. Ion tersebut dapat berpindah karena perbedaan afinitas, difusi, keasaman relatif, dan efek kinetik pemotongan (shearing off) (Matsusaka dan Masuda, 2003).
Setiap mekanisme tersebut dapat bekerja jika ada lapisan air di antara dua permukaan (Schein, 1992, p. 76). Bukti yang mendukung peranan ion dalam lapisan air terhadap pemuatan kontak antara lain: (1) suatu permukaan dapat menjadi bermuatan hanya dengan pengubahan kelembaban relatif, yang diduga mempengaruhi pertukaran ion antara lapisan air dan atmosfer; (2) besar muatan elektrostatik pada permukaan mengalami perubahan mendadak saat tekanan sekitarnya diturunkan, diduga karena terjadi desorpsi ion; dan (3) kecepatan pemuatan kontak berubah secara drastis ketika permukaan dimodifikasi, misalnya dengan reaksi kimia yang diinduksi radiasi UV, menjadi lebih hidrofobik, yang dapat menyebabkan penurunan lapisan air permukaan (Lacks dan Sankaran, 2011).
Tanda dan besar muatan tergantung pada kandungan ion pada permukaan polimer dan stabilitas relatif kedua ion dari masing-masing permukaan yang bersentuhan. Sifat kimia bahan, terutama ion, merupakan faktor penting karena sifat seperti pasangan ion, agregasi, ikatan kovalen pada polimer, dan lain-lain dapat memiliki efek kuat terhadap mobilitas ion dan, sebagai konsekuensinya, pada pemuatan. Jenis ion saja tidak cukup untuk pemuatan, yang lebih dibutuhkan adalah adanya ion yang mampu bergerak (Diaz dan Fenzel-Alexander, 1993).

1.3. Pemindahan material

Benturan, tekanan, atau gesekan antara dua badan dapat menyebabkan pemindahan material dari satu badan ke yang lainnya (Williams, 2012). Saat suatu logam bergulir pada permukaan polimer, sebagian besar polimer dapat berpindah ke permukaan logam. Polimer yang berpindah ini bisa saja membawa muatan.Pemindahan material bisa juga terjadi saat partikel menumbuk permukaan logam dan meninggalkan sebagian dari massanya pada permukaan tersebut (Matsusaka dan Masuda, 2003).
lack and sankaran.jpg
Model elektrifikasi kontak bahan insulator. (a) Model transfer elektron, perpindahan muatan terjadi karena perpindahan elektron ke kondisi energi yang lebih rendah; (b) Model transfer ion, muatan terjadi karena redistribusi ion dalam lapisan lengas pada permukaan bahan. Ion kuning bersifat terikat pada permukaan, sedangkan ion ungu bergerak bebas; (c) Model transfer material, pemindahan muatan terjadi karena sejumlah kecil bahan menempel pada permukaan yang lain saat kontak. (Lacks dan Sankaran, 2011)

1.4. Konduktor dan insulator

Muatan yang terbentuk setelah kontak dan pemisahan akan didistribusikan dari titik kontak ke seluruh permukaan partikel secara merata oleh gaya elektrostatik. Kecepatan distribusi ini tergantung pada waktu relaksasi elektrikal (τ) bahan partikel, yang ditentukan oleh resistivitas (ρ) [atau konduktivitas (σ)] dan permitivitas partikel (ε) (Carter et al, 1992; Kaiser, 2006, p. 2-22).
Resistivitas adalah sifat intrinsik bahan dalam menahan aliran arus listrik atau elektron. Ada dua komponen resistivitas listrik suatu serbuk, yakni resistivitas volume (volume/bulk resistivity) dan resistivitas permukaan (surface resistivity). Kedua komponen tersebut bertanggung jawab atas penghilangan muatan dari permukaan partikel, dengan cara penyebaran muatan pada permukaan ataupun diserap ke dalam material. Resistivitas volume lebih tinggi dibandingkan resistivitas permukaan. Karena itu proses penghilangan muatan lebih banyak terjadi pada permukaan (Sharma et al, 2004).
Konduktivitas, berkebalikan dengan resistivitas, merupakan ukuran kemampuan bahan untuk mengalirkan muatan listrik.  
Partikel yang bersifat konduktor, seperti logam dan elektrolit, mampu mendistribusikan muatan secara merata dalam waktu sangat singkat, karena memiliki resistivitas rendah. Namun, bahan insulator, termasuk mayoritas serbuk farmasi memiliki resistivitas yang besar (>1013 Ωm) sehingga waktu relaksasinya lama, dalam hitungan menit bahkan jam (Grosvenor dan Staniforth, 1996; Kwok dan Chan, 2013). Sebagai akibatnya, selama proses produksi bisa terjadi muatan masih terkonsentrasi di sekitar titik kontak (Bailey, 1984; Jonassen, 1998, p.8).  
Permitivitas terkait dengan resistensi terhadap medan listrik. Untuk memahami salah satu parameter dasar bahan ini, dapat dibayangkan dua buah pelat sejajar berhadapan, bermuatan sama tapi berbeda tanda, seperti gambar di bawah (a). Di antara keduanya dalam kondisi hampa, terpisah jarak d, akan terbentuk medan listrik E dari muatan positif ke muatan negatif. Permitivitas dalam kondisi hampa, tanpa atom dan molekul di antaranya tersebut dinyatakan sebagai ε0. Permitivitas hampa ini berupa konstanta bernilai 8,85.10-12 F.m-1.
permittivity all.jpg
Molekul umumnya memiliki momen dipol, misalnya air dengan kutub positif pada atom H dan kutub negatif pada atom O. Tanpa adanya medan listrik, molekul tersebut berada dalam posisi yang tidak teratur satu sama lain.
Di bawah medan listrik, misalnya ditempatkan di antara pelat berbeda muatan yang disebutkan di atas, tiap molekul akan memosisikan diri sehingga kutub positif molekul akan menghadap lempeng bermuatan negatif, dan sebaliknya kutub negatif akan menghadap lempeng bermuatan positif, seperti pada gambar (b) di atas. Di sini terlihat bahwa medan listrik dari momen dipol senyawa melawan arah medan listrik eksternal E. Sebagai akibatnya, medan listrik mengalami penurunan kekuatan dalam bahan tersebut. Permitivitas relatif bahan ini disebut konstanta dielektrika, yang dilambangkan εr. Bahan insulator yang dapat terpolarisasi di bawah medan listrik disebut dielektrik.
Permitivitas absolut (ε) suatu media di tengah muatan merupakan hasil dari kedua jenis permitivitas tersebut, berdasarkan rumus:
ε = εrε0
Konstanta dielektrika merupakan ukuran kemampuan bahan dalam terpolarisasi atau kemampuan menyimpan muatan elektrostatik (Heng et al, 2010). Nilai konstanta suatu bahan tergantung pada frekuensi gelombang elektromagnetik, kadar air, suhu, dan jenis bahan. Kadar air merupakan faktor paling dominan. Peningkatan kadar air akan meningkatkan konstanta dielektrika (Magee et al, 2013). Pengaruh suhu lebih rumit, karena peningkatan suhu dapat meningkatkan atau menurunkan konstanta, tergantung pada kadar air bahan (Ndife et al, 1998).
engers et al, 2007.jpg
Konstanta dielektrika sebagai fungsi frekuensi dari beberapa bahan yang digunakan dalam produk farmasi (Engers et al, 2007)
Nilai konstanta dielektrika selalu sama dengan atau lebih dari 1. Dengan demikian, semakin besar nilai konstanta dielektrika, semakin tinggi pula nilai permitivitas. Karena permitivitas berbanding terbalik dengan besar medan listrik, semakin besar nilai konstanta dielektrika suatu bahan maka semakin besar penurunan medan listrik yang melaluinya, dibandingkan dalam kondisi hampa.
Konduktor memiliki sejumlah besar pembawa muatan bergerak, seperti elektron dalam logam dan ion dalam larutan elektrolit. Pembawa muatan ini dapat bergerak dalam pengaruh medan listrik. Sebaliknya, bahan yang bersifat insulator memiliki pembawa muatan bergerak dalam jumlah yang sangat kecil, sehingga medan listrik hanya menyebabkan pemindahan muatan yang tidak signifikan atau sangat lemah.
Terkait dengan triboelektrifikasi, elektron dapat berpindah dari bahan dengan konstanta dielektrik tinggi ke yang lebih rendah (Engers et al, 2006).
Dengan adanya dua kelompok bahan tersebut ada tiga macam kemungkinan jenis kontak, yakni kontak logam-logam, kontak insulator-logam, dan kontak insulator-insulator. (Bailey, 1993; 2001; Matsusaka dan Masuda, 2003). Karena serbuk farmasi adalah insulator maka hanya dua kategori terakhir yang relevan untuk dibahas lebih lanjut.

1.5. Induksi elektrostatik

Pembentukan muatan listrik statik dapat terjadi karena induksi. Gambar di bawah menunjukkan suatu insulator A bermuatan positif. Jika suatu konduktor B, yang terisolasi dan tanpa muatan, didekatkan pada insulator tersebut (a), elektron akan bergerak ke bagian permukaan yang berhadapan dengan insulator A. Akibatnya, sisi konduktor B yang berhadapan dengan insulator A bermuatan negatif, sedangkan bagian sebaliknya menjadi positif karena kekurangan elektron. Fenomena ini dinamakan induksi elektrostatik. Muatan yang terjadi pada B disebut muatan terinduksi.
induksi.jpg
Pada gambar (b), jika konduktor B tersebut disambungkan ke tanah, elektron dari tanah akan mengalir ke B sehingga menutup kekurangan elektron. Saat konduktor B ditanahkan, muatan positif terinduksi pada sisi kanan, yang disebut muatan terinduksi bebas, dapat merembes keluar. Sedangkan, muatan negatif terinduksi pada sisi kiri B, yang disebut muatan terinduksi terikat, tetap terikat pada medan listrik A. Jika koneksi ke tanah diputus dan kemudian B dipindahkan menjauh dari A, B akan tetap bermuatan negatif. (Jonassen, 1998).

2. Faktor

Dari sifat kimia, masih sedikit penelitian tentang hubungan struktur kimia dan sifat triboelektrifikasinya. Jenis permukaan kontak yang berbeda dapat memberikan besaran dan jenis muatan yang berbeda pada suatu bahan. Sebagai contoh, serbuk laktosa menjadi elektronegatif dengan baja tahan karat dan asetal, tetapi menjadi elektropositif dengan PVC dan polipropilen. Hal ini berkaitan dengan fungsi kerja masing-masing jenis bahan (Eilbeck et al, 1999).
Besaran dan jenis (polaritas) muatan yang dapat terjadi pada suatu bahan dapat ditentukan berdasarkan gugus fungsi, struktur dan kimia permukaan (Shinohara et al, 1976; Ghori et al, 2014). Bentuk garam dapat mengalami pemuatan yang berbeda dibanding senyawa induknya. Tipe pasangan ion yang digunakan dalam pembentukan garam mempengaruhi besar dan jenis muatan (Šupuk et al, 2013).
Fujinuma et al (2015) menunjukkan bahwa senyawa dengan gugus asam karboksilat memiliki kecenderungan untuk menjadi bermuatan negatif dalam penelitiannya. Saat suatu senyawa asam organik menerima elektron, elektron tersebut akan distabilisasi pada permukaan. Sebaliknya, bentuk garam natrium dari senyawa asam tersebut menunjukkan kecenderungan untuk bermuatan positif dibandingkan bentuk asamnya. Dalam bentuk garam ini, gugus karboksil terionisasi negatif sehingga menjadi sulit untuk menstabilkan tambahan elektron pada permukaan sampel. Hal ini belum tentu berlaku untuk gugus fungsi asam yang lain.
Polimer mengandung nitrogen, seperti polimer dengan gugus piridin, amina, dan amida, cenderung membentuk muatan positif. Polimer dengan gugus fungsi mengandung oksigen bermuatan positif, tetapi lebih rendah dibandingkan polimer dengan gugus nitrogen. Polimer mengandung halogen cenderung membentuk muatan negatif. Sedangkan, hidrokarbon hampir tidak membentuk muatan (Diaz dan Felix-Navarro, 2004).
Penambahan gugus fungsi yang dapat berperan sebagai donor atau akseptor elektron pada suatu struktur kimia dapat menyebabkan perubahan fungsi kerja (Sharma et al, 2004). Gugus donor elektron seperti NH4 atau OH menurunkan fungsi kerja. Sedangkan gugus akseptor elektron seperti CO atau halogen meningkatkan fungsi kerja (Collaud et al, 1994; Yurteri et al, 2002).
Derajat substitusi, misalnya perbedaan tingkat gugus metoksi (Meo) dan hidroksipropoksi (Hpo) pada cincin glukosa induk beragam grade HPMC, dapat mempengaruhi pemuatan triboelektrik. Pada contoh bahan HPMC tersebut, muatan menurun seiring peningkatan rasio substitusi Hpo/Meo (Ghori et al, 2015). Dalam penelitian yang lain, peningkatan ukuran molekul juga seiring dengan penurunan muatan (Ghori et al, 2014).
Bahan yang bersifat hidrofobik membentuk muatan yang lebih tinggi dibandingkan bahan hidrofilik yang mampu membentuk jalur konduksi. Permasalahan bertambah dengan kenyataan bahwa serbuk bahan aktif obat hidrofobik seringkali digiling atau dimikronisasi untuk mendapatkan laju disolusi in vivo yang memadai (Šupuk et al, 2012).
Fungsi kerja sangat dipengaruhi kondisi permukaan bahan. Keberadaan kontaminan, reaksi pada permukaan, misalnya oksidasi, hingga orientasi kritalografi permukaan dapat menyebabkan perubahan fungsi kerja (Khan, 2015).
Kontaminasi atmosferik, gas seperti karbondioksida dan oksigen yang terabsorpsi secara kimia atau pun fisika, dan lapisan oksida permukaan dapat secara signifikan mempengaruhi energi Fermi pada permukaan partikel, yang dengan kata lain juga mempengaruhi sifat pemuatan listrik statiknya (Yurteri et al, 2002; Sharma et al, 2004).
Keberadaan kontaminan pada permukaan mesin yang bersentuhan langsung dengan serbuk menyebabkan penurunan triboelektrifikasi karena kontaminan menghalangi kontak antara partikel dan permukaan mesin tersebut (Eilbeck et al, 2000). Laporan tersebut tentu saja bukan untuk menghilangkan proses pencucian mesin untuk mengurangi pemuatan listrik statik pada serbuk. Dalam proses pencampuran, cara pencampuran bertahap bisa dipertimbangkan, yakni dengan memasukkan bahan tambahan ke mesin pencampur terlebih dulu, melakukan rotasi beberapa kali supaya bahan tersebut melapisi dinding dalam mesin, baru kemudian menambahkan bahan aktif dan melakukan pencampuran lebih lanjut.
Proses pencucian mesin, yang sejatinya digunakan untuk menghilangkan kontaminan, dapat juga menimbulkan kontaminan baru, yakni residu detergen. Kontaminan residu detergen pada permukaan mesin dapat memberikan pengaruh pada besar muatan dan bahkan bisa memberikan polaritas yang berbeda (Murtomaa et al, 2002b).
murtomaa.jpg
Muatan kumulatif serbuk selulosa mikrokristalin sebagai fungsi massa kumulatif serbuk yang dipindahkan. Saluran yang digunakan dalam pemindahan serbuk tidak dibilas dengan air destilasi setelah pencucian dengan larutan detergen. Besar muatan terpindahkan ke serbuk berbeda antar-detergen, bahkan satu detergen menimbulkan muatan positif (Murtomaa et al, 2002b).
Ukuran partikel yang kecil cenderung memiliki muatan total yang lebih besar (Engers et al, 2006). Hal ini disebabkan karena semakin kecil ukuran partikel maka luas permukaan yang tersedia untuk transfer muatan menjadi semakin besar (Eilbeck et al, 1999; 2000). Dalam suatu sistem pengering semprot (spray-dryer), partikel terkecil (< 2 μm) yang mampu melewati bagian siklon dan terkumpul dalam filter aspirator memiliki muatan terbesar (Murtomaa et al, 2004).
Fungsi kerja dapat mengalami penurunan seiring peningkatan ukuran partikel (Gallo dan Lama, 1976). Dengan demikian, selain bisa terjadi perpindahan elektron antara dua bahan yang berbeda, dimungkinkan juga perpindahan elektron dari bahan yang sama, dari partikel berukuran besar ke partikel berukuran lebih kecil. Sebagai hasilnya, partikel kecil menjadi bermuatan negatif, sedangkan partikel besar bermuatan positif (Forward et al, 2009; Kwok dan Chan, 2013). Pemuatan triboelektrik semakin besar pada sistem yang memiliki distribusi ukuran partikel yang lebar (Duff dan Lacks, 2008).
Bentuk dan kekasaran partikel dapat mempengaruhi distribusi muatan. Muatan partikel berbentuk bulat relatif terdistribusi secara merata pada permukaannya. Sedangkan partikel dengan permukaan kasar memiliki area kontak yang lebih kecil sehingga pemuatan pada permukaan menjadi lebih rendah dibandingkan partikel halus. Namun, pada partikel kasar ini muatan terkonsentrasi pada ujung sudut-sudut yang tajam, sehingga pemuatan lebih tidak seragam dibandingkan partikel halus (Bailey, 1984; Führer, 1996; Yurteri et al, 2002).
charge distribution - shape.jpg
Distribusi muatan berdasarkan konduktivitas permukaan pada (a) partikel bulat amorf, (b) kristal hasil penggilingan dengan permukaan kasar. (Führer, 1996)
Bahan berbentuk amorf lebih mudah mengalami triboelektrifikasi. Perpindahan muatan karena elektron dapat terjadi antara bahan insulator yang berbeda jika bahan penerima elektron memiliki tingkat energi bebas di pita atau celah terlarang. Bahan dalam bentuk amorf memiliki tingkat energi bebas ini lebih besar dibandingkan bentuk kristalnya, karena atom pada bentuk amorf tidak berada dalam susunan berjarak jauh, melainkan tersusun tidak beraturan (Murtomaa et al, 2002a). Pada logam, bentuk amorf relatif memiliki resistivitas lebih tinggi dibandingkan bentuk kristalnya (Zallen, 1983, p. 31).
murtomaa 2002a.jpg
Muatan spesifik yang timbul akibat kontak serbuk laktosa dengan pipa polipropilen sebagai fungsi dari amorfisitas (Murtomaa et al, 2002a).
Permukaan baja yang halus menunjukkan sedikit peningkatan pemuatan pada serbuk dibandingkan permukaan baja yang dibuat lebih kasar. Hal ini kemungkinkan disebabkan permukaan yang halus lebih memiliki area permukaan yang lebih luas untuk pemindahan muatan. Meskipun kekasaran permukaan merupakan salah satu faktor, perlu diingat bahwa mesin yang digunakan dalam proses manufaktur sediaan farmasi selalu memiliki permukaan yang halus (Eilbeck et al, 1999).
Kejadian kontak, mencakup tekanan, area, waktu, dan frekuensi kontak, seringkali tidak diketahui dan sulit untuk dikuantitasi (Rowley, 2001). Meskipun demikian, kenaikan kecepatan partikel, sebagai fungsi dari kecepatan udara dalam alat siklon (Eilbeck et al, 2000) atau alat fluidized bed (Guardiola et al, 1996), rotasi mesin pencampur (Zhu et al, 2007; Engers et al, 2006), atau pun kecepatan udara pendorong DPI (inhaler serbuk kering) (Chow et al, 2008), dilaporkan diiringi dengan peningkatan intensitas triboelektrifikasi. Ada tiga alasan terjadi peningkatan pemuatan ini, yakni (1) peningkatan deformasi elastik/plastik partikel sehingga meningkatkan area yang tersedia untuk transfer muatan; (2) tumbukan menjadi lebih sering; dan (3) waktu pemisahan menjadi lebih singkat sehingga menurunkan kesempatan untuk perembesan muatan melalui perbedaan potensial antara kedua permukaan sebelum pemisahan, sehingga memperkecil kemungkinan kehilangan muatan pada permukaan kontak (Carter et al, 1992; Eilbeck et al, 1999).
watanabe 2007.jpg
Hubungan antara kecepatan benturan dan muatan yang dihasilkan (Watanabe et al, 2007).
Kondisi atmosfer seperti kelembaban relatif (RH, relative humidity) telah diketahui memberikan efek pada kemunculan atau pun hilangnya muatan (Nguyen dan Nieh, 1989; Greason, 2000; Eilbeck et al, 2000; Nomura et al, 2003). Partikel dengan permukaan yang sangat polar, dalam kondisi normal, dapat memiliki lapisan lengas (water sorption layer) pada permukaannya. Lapisan ini membantu mempercepat distribusikan muatan yang didapat ke seluruh permukaan secara merata karena air menyebabkan penurunan resistivitas bahan (Grosvenor dan Staniforth, 1996). Air yang terkandung dalam lapisan lengas ini tidak hanya terdistribusi di permukaan, tapi juga dapat meninggalkan partikel, berganti dengan kelembaban yang baru dari udara. Karena itu, muatan total partikel jenis ini lebih rendah dibandingkan bahan tanpa gugus polar pada permukaan dan tanpa lapisan lengas (Führer, 1996).
Pengaruh kelembaban terhadap munculnya muatan suatu bahan dipengaruhi oleh higroskopisitas bahan (Carter et al, 1992; Rowley dan Mackin, 2003). Eksipien yang tidak higroskopis seperti laktosa monohidrat dan dekstrosa monohidrat, dengan kandungan lengas setimbang (equilibrium moisture content) < 0,5% pada rentang RH 15-70% menunjukkan tidak adanya perubahan signifikan nilai muatan saat dikondisikan dan diuji sepanjang rentang RH 0-80%. Sebaliknya, bahan higroskopis, seperti sodium starch glycolate, yang menunjukkan peningkatan EMC 1-14% seiring peningkatan RH dari rentang 10-70%, disertai dengan penurunan muatan elektrostatik karena triboelektrifikasi, dalam kondisi RH 0-80%.
Sifat higroskopisitas tersebut juga mempengaruhi besaran dan jenis muatan yang diperoleh. Sebagai contoh, serbuk laktosa monohidrat dan dekstrosa monohidrat yang tidak higroskopis mendapatkan muatan negatif tinggi dari hasil kontak dengan baja, positif tinggi dengan PVC, dan positif rendah dengan polipropilen, dalam rentang RH 10-70%. Sedangkan sodium starch glycolate yang sangat higroskopis menjadi bermuatan negatif dengan ketiga macam permukaan kontak tersebut, dengan besaran nilai baja > polipropilen > PVC. Perbedaan nilai kontak dengan ketiga permukaan tersebut semakin besar dalam kondisi RH rendah dan menjadi tidak berbeda pada RH 80%, dengan nilai yang mendekati nol (Rowley dan Mackin, 2003).   
Pada logam, peningkatan suhu, yang berarti pemberian energi, dapat menyebabkan penurunan fungsi kerja sehingga kontak dengan logam yang berbeda dengan suhu yang lebih rendah dapat menyebabkan peningkatan atau pun penurunan pemuatan dibandingkan jika kedua logam yang berbeda tersebut berada pada suhu yang sama.Suhu disebutkan memiliki sedikit efek pada triboelektrifikasi polimer tertentu, saat berbenturan dengan logam (Bailey dan Smedley, 1991).Namun, Greason (2000) melaporkan bahwa muatan yang terbentuk karena triboelektrifikasi cenderung menurun seiring peningkatan suhu. Tendensi tersebut lebih terlihat dalam kondisi kelembaban relatif rendah.
Elastisitas bahan disebutkan memiliki pengaruh pada banyaknya muatan yang dipindahkan terkait dengan luas permukaan maksimal berdasarkan deformasi elastik yang dapat diperoleh pada saat suatu partikel membentur permukaan yang keras (Matsusaka dan Masuda, 2003).
Medan listrik dapat mempengaruhi pemindahan muatan. Hal ini dapat dijelaskan, meskipun tidak sepenuhnya dimengerti, dengan fungsi kerja permukaan logam yang kontak dengan partikel insulator. Fungsi kerja permukaan logam dapat ditingkatkan atau pun diturunkan dengan pemaparan medan listrik (Bailey dan Smedley, 1991).

3. Pencegahan dan penanganan

Terdapat beberapa metode untuk mengurangi transfer muatan triboelektrostatik atau menghilangkan muatan bahan. Namun, tidak ada metode yang secara umum bisa diterapkan pada semua bahan.

3.1. Formulasi dan praperlakuan

Dalam formulasi produk obat, pencegahan atau penurunan muatan listrik statik dapat dilakukan dengan penggunaan bahan antistatik. Bahan ini bekerja dengan cara menurunkan friksi, atau meningkatkan konduksi, atau keduanya (Gold dan Palermo, 1965a).
Bahan antistatik seperti silikon dioksida koloidal mampu terdispersi dengan baik di antara partikel serbuk yang bergerak dan berada tetap pada permukaan partikel serbuk tersebut dari waktu ke waktu, mengurangi kontak langsung dengan permukaan mesin atau partikel lainnya, dan memberikan jalur konduktif sehingga memungkinkan muatan partikel mengalir keluar secepat pembentukannya (Orband dan Geldart, 1995).
Bahan-bahan seperti magnesium stearate, PEG 4000, natrium lauril sulfat, dan talk memiliki kemampuan untuk menurunkan akumulasi muatan listrik statik yang terbentuk selama serbuk mengalir melalui hopper mesin tablet (Gold dan Palermo, 1965a). Dalam kasus permukaan yang sangat nonpolar, bahan amfifilik tipe O/W dapat berfungsi antistatik dengan meningkatkan polaritas permukaan serbuk (Führer, 1996).
Senyawa amina yang ditambahkan pada serbuk dapat bermigrasi ke permukaan partikel dan berperan sebagai penjebak kelembaban. Garam ammonium kuarterner dapat digunakan untuk membuat permukaan lebih konduktif. Namun, bahan ini tidak dapat digunakan untuk sediaan per oral karena toksisitasnya. Surfaktan jenis lainnya dapat digunakan untuk keperluan yang sama. Rantai non-polar surfaktan dapat membentuk ikatan hidrofobik dengan permukaan partikel polimer. Sedangkan bagian polar, yang bersifat hidrofilik mengarah ke luar, membantu adsorpsi lembab dan meningkatkan konduktivitas permukaan (Sharma et al, 2004).
Granul, yang dibentuk dari serbuk halus asetaminofen, memiliki muatan negatif yang lebih rendah dibandingkan asetaminofen sendiri dalam bentuk kristalin. Eksipien, yakni pengisi (DCPD, manitol, dan laktosa), dan lubrikan (magnesium stearate dan talk) juga disebutkan menurunkan muatan listrik statik asetaminofen (Gold dan Palermo, 1965b).
USP 39 (2016), dalam bab umum <786> Particle Size Estimation by Analytical Sieving, merekomendasikan pemakaian bahan antistatik seperti silicon dioksida koloidal dan/atau aluminum oksida 0,5 persen untuk pengujian distribusi ukuran partikel bahan yang diketahui dapat memiliki muatan elektrostatik.

3.2. Peningkatan kelembaban ruangan

Sebagaimana telah dijelaskan, kelembaban dapat membantu menurunkan kejadian fenomena listrik statik. Namun, hal ini tidak bisa diterapkan untuk bahan yang peka terhadap kelembaban. Selain itu kelembaban relatif yang tinggi juga dapat menyebabkan pembentukan jembatan cair sehingga terjadi aglomerasi (Revel et al, 2003).

3.3. Deionizer

Pemaparan dengan udara terionisasi yang dihasilkan discharge ionizer atau deionizer. Ion yang terbentuk akan tertarik dan menempel pada bagian yang bermuatan berlawanan pada partikel, sehingga penetralan muatan terjadi. Jenis yang dapat digunakan antara lain piezoelektrik, korona, deionizer nuklir (radioisotop), sinar-X lemah, dan ultraviolet (Gosho et al, 1990; Inaba et al, 1992; 1994; Chang dan Berezin, 2001).
Efisiensi eliminasi muatan tergantung pada kemampuan ion yang terbentuk dalam mencapai partikel. Ion tidak mampu berpenetrasi ke dalam timbunan serbuk, misalnya dalam mesin pencampur, sehingga hanya partikel yang ada di permukaan yang dapat dihilangkan muatannya (Revel et al, 2003). Pingali et al (2009) melakukan percobaan yang membuktikan pemaparan ion pada serbuk (powder bed) dalam drum pencampur dapat memperbaiki aliran serbuk. Namun, penghilangan atau penurunan muatan elektrostatik dapat juga memberikan hasil homogenitas serbuk yang lebih buruk (Pu et al, 2009).
static eliminator.jpg
Percobaan penghilangan muatan elektrostatik menyebabkan penurunan dilasi yang berhubungan dengan perbaikan aliran serbuk. Ion yang dibentuk oleh alat antistatik dimasukkan melalui lubang di tengah drum pencampur dengan bantuan udara bertekanan (Muzzio, 2011).
Bab umum FI V <1342> Penimbangan pada Timbangan Analitik dan USP 39 <1251> Weighing on an Analytical Balance merekomendasikan penggunaan alat antistatik deionizer ini, dengan contoh berdasarkan piezoelektrik dan nuklir, untuk meminimalkan masalah muatan elektrostatik saat menimbang dengan timbangan analitik.
Deionizer piezoelektrik menggunakan gaya mekanis pada kristal untuk menghasilkan tegangan. Secara komersial, umumnya berbentuk pistol. Penarikan dan diikuti pelepasan tangkai pistol menyebabkan pembentuk ion negatif dan positif di udara. Kesulitan dapat dialami analis karena pistol harus dipegang untuk dioperasikan pada saat melakukan penimbangan. Selain itu, tidak ada jaminan muatan elektrostatik dapat dihilangkan sepenuhnya dan ada kecenderungan membentuk muatan negatif pada sampel (Mettle Toledo, 2013; Gumkowski, 2015).  
Deionizer korona menggunakan tegangan tinggi antara 2-20 kV untuk menghasilkan ion-ion bermuatan positif dan negatif pada elektrodanya (Jonasson, 1998). Molekul di udara dapat dibentuk menjadi ion yang bermuatan berlawanan, misalnya oksigen menjadi negatif, sedangkan nitrogen menjadi positif. Awan ion bermuatan yang dihasilkan di sekitar elektroda tersebut selanjutnya digunakan untuk menetralkan muatan serbuk. Lucutan korona memiliki densitas energi rendah sehingga tidak mampu menyalakan campuran gas yang paling mudah terbakar sekalipun.
Ada keterbatasan jarak dari elektroda yang dibutuhkan supaya penetralan muatan dapat bekerja efektif. Kesulitan semakin bertambah jika terdapat aliran udara, misalnya penimbangan di bawah laminair airflow, karena molekul yang terionkan dapat segera tertiup. Dalam kondisi ini, serbuk dan wadah sampel sebaiknya ditempatkan di belakang elektroda, searah aliran udara, sehingga molekul terionkan masih dapat menerpa serbuk sampel. Selain itu, waktu penetralan bisa diperpanjang, misalnya hingga 20 detik (Mettler Toledo, 2013).  
Mettler Antistatic kits.jpg
Contoh timbangan yang dilengkapi dengan deionizer tegangan tinggi berbentuk U. (Mettler Toledo, 2013)
Dalam kondisi atmosfer terkendali, misalnya dalam kondisi oksigen rendah, deionizer tegangan tinggi menjadi tidak dapat bekerja karena kekurangan materi untuk diionisasi. Keterbatasan ini bisa diatasi dengan menggunakan antistatik radioaktif, seperti strip polonium, amerisium, atau bahan beradiasi alfa atau sinar-X lemah. Antistatik nuklir dan sinar-X lemah menghasilkan ion positif dan elektron bebas dari nitrogen (Noll, 2000). Namun, periode waktu paruh membatasi durasi kerja antistatik radioaktif. Penggantian rutin harus dilakukan dalam jangka waktu tertentu, misalnya sekali setahun, dan memerlukan pembuangan sebagai limbah radioaktif (Mettler Toledo, 2013).
Deionizer UV menggunakan prinsip kerja pembentukan ion gas nitrogen atau argon setelah menyerap foton radiasi UV dengan panjang gelombang 115-135 nm (Inaba, 1992). Berbeda dengan metode sinar-X lemah yang tiap satu molekul gas diionisasi dengan menyerap satu foton, dalam radiasi UV satu gas molekul perlu menyerap lebih dari satu foton. Hal ini karena energi satu foton yang tidak cukup tinggi untuk mengionisasi satu molekul gas dalam radiasi UV (Inaba, 1994).
filling-pellet.jpg
Contoh aplikasi ionizer dalam proses pengisian (kiri) atau pencegahan serbuk dan pelet menempel pada dinding dalam hopper (kanan). (Keyence)
Namun, perlu diingat bahwa deionizer menghasilkan elektron dan/atau ion, yang dapat digunakan dalam pembentukan muatan pada permukaan partikel. Pemuatan korona merupakan proses pemuatan dan penghilangan sekaligus: partikel mengalami pemuatan dan penghilangan muatan pada bidang listrik yang sama (Mazumder et al, 2006). Aplikasi pembentukan muatan dengan lucutan korona dapat ditemui pada ESP (Electrostatic Precipitator), elektrofotografi, kontrol statik dalam ruang bersih pabrik semikonduktor, dan API-MS (Atmospheric Pressure Ionization-Mass Spectrometry) (Chang et al, 1991). Penerapan deionizer bisa jadi tidak memperbaiki, bahkan memperburuk keadaan, dengan menghasilkan lebih banyak partikel yang bermuatan.
Selain itu, lucutan korona juga dapat menghasilkan senyawa kimia baru, yang mungkin dapat berinteraksi dengan partikel bahan aktif dan bahan tambahan. Contoh senyawa yang umum terbentuk akibat lucutan korona adalah ozon (Goldman et al, 1985).  

3.4. Grounding atau pentanahan

Sejatinya, pentanahan merupakan metode pembuatan koneksi listrik tahanan rendah antara alat yang memiliki resiko bermuatan elektrostatik dan massa umum bumi. Koneksi ini biasanya disebut true earth ground. Namun, mesin produksi obat, seperti sistem pemindahan serbuk, micronizer, pencampur, dan pengayak tersusun dari banyak perangkat, yang bisa jadi di antaranya terisolasi dari true earth ground. Bongkar pasang yang sering dilakukan dalam rangka pembersihan dan perawatan dapat menyebabkan koneksi tidak dikembalikan secara sempurna dan bahkan hilang. Getaran mesin dan korosi juga dapat menurunkan koneksi perangkat dari true earth ground. Karena itu, pentanahan sebaiknya dilakukan pada bagian logam mesin yang kontak langsung dengan serbuk, untuk memastikan muatan elektrostatik terbuang ke tanah.
Pentanahan tersebut berbeda dengan grounding sistem tenaga listrik (PLN) dan penangkal petir. Pentanahan sistem tenaga listrik bertujuan untuk stabilisasi tegangan ke bumi selama pengoperasian normal dan membatasi peningkatan tegangan yang disebabkan petir, sentakan tiba-tiba arus listrik, dan kontak tidak disengaja dengan tegangan yang lebih tinggi. Dari sisi keamanan, grounding memberikan jalur alternatif bagi fault current untuk mengalir (Acromag White Paper, 2014a).
NG.jpg
Contoh skema pentanahan fluid bed dryer. Mesin ini terdiri dari banyak bagian, yang antarbagian dapat dipisahkan oleh penyekat sehingga tiap bagian logam tidak terhubung dengan tanah. Pentanahan dilakukan dengan menghubungkan tiap bagian tersebut ke bumi (Newson Gale)
Engers et al (2006) menyebutkan bahwa grounding kurang efektif untuk menurunkan muatan elektrostatik serbuk, terutama dalam volume besar. Dalam skala besar, jumlah serbuk yang kontak dengan permukaan mesin pencampur yang di-grounding bisa jadi jauh lebih kecil dibandingkan total serbuk yang ada dalam mesin pencampur tersebut.  
earthing-lug.jpg
Alat sampling serbuk dapat dilengkapi dengan fitur yang bisa disambungkan ke sistem grounding.

3.5. Waktu tunggu proses

Pendiaman memungkinkan muatan yang terbentuk pada permukaan menyebar merata (Engers et al, 2006; Chubb, 2002; 2004). Bahan-bahan yang dimikronisasi lebih baik disimpan dalam beberapa waktu untuk menghilangkan muatan sebelum diproses lebih lanjut (Šupuk et al, 2012). Waktu penghilangan muatan (charge decay time) ini tergantung pada waktu relaksasi elektrikal bahan. Namun, waktu relaksasi tersebut dapat cukup panjang sehingga bisa jadi lama pendiaman tidak memadai dan menjadi kurang efisien karena proses produksi memanjang.
Waktu penghilangan muatan dapat dipengaruhi oleh kelembaban dan ukuran partikel bahan. Semakin tinggi kelembaban relatif atau semakin kecil ukuran bahan, waktu yang diperlukan untuk penghilangan muatan menjadi lebih singkat (Engers et al, 2006).
engers.jpg
Muatan spesifik (atas) dan densitas muatan permukaan (bawah) tiga grade selulosa mikrokristalin sebagai fungsi waktu tunggu setelah rotasi mesin pencampur (Engers et al, 2006)

3.6. Bahan anti-statik

Bahan anti-statik dapat digunakan untuk kemasan serbuk, spatula untuk memindahkan sampel, atau wadah timbang. Bahan tersebut bisa berasal dari polipropilen yang ditambah komponen tertentu, misalnya serat atau serbuk karbon, sehingga memiliki resistivitas rendah.
LA_Container_ESD_CAS_Round_Series_Resize.jpg
Wadah plastik Conductive Anti-Static (CAS), terbuat dari bahan polipropilen khusus yang memiliki resistivitas permukaan rendah. Laju penghilangan muatan statik wadah tersebut antara 5KV-50V dalam 200 nanodetik. (Labcontainer Inc.)
Spatula plastik biasa sebaiknya tidak digunakan dalam penimbangan campuran serbuk, yang dapat mengalami segregasi akibat elektrostatik. Spatula dari logam, seperti baja tahan karat, dapat digunakan dengan sistem yang tersambung grounding.
Bahan antistatik juga dapat ditambahkan pada pelapis lantai epoksi. Untuk menjamin kinerja dan efektivitasnya, sistem lantai tersebut disambungkan dengan grounding. Personel yang bekerja juga sebaiknya menggunakan sepatu static dissipative (Protective Industrial Polymers).

4. Pemuatan pada manusia

Manusia bersifat konduktor (Jonassen, 2002, pp. 8-9) dan seringkali, sebagai operator, menggunakan sepatu yang bersifat insulator. Muatan dapat terbentuk pada operator tersebut  bersentuhan dengan benda lainnya, terutama jika bekerja dalam lingkungan dengan kelembaban rendah. Kondisi ini dapat diperparah lagi jika pakaian yang digunakan terbuat dari bahan sintetik insulatif. USP 39 (2016) dan FI V (2013) juga menyatakan muatan statis yang diakibatkan pakaian yang digunakan operator dapat menyebabkan kesalahan besar pada saat penimbangan. Sebaiknya, pakaian yang dikenakan berasal dari bahan alami untuk dapat membantu mengendalikan masalah elektrostatik (Gumkowski, 2015).
Untuk mengatasi masalah saat penimbangan, antistatic wrist stap dapat digunakan. Pengikat ini menghubungkan analis ke sistem grounding, sehingga muatan statik yang terbentuk dapat segera dibuang ke tanah. Namun, efisiensi cara ini dapat menurun jika pakaian bersifat insulatif.
177814-fig1-400x300.jpg
Antistatic wrist strap (Gumkowski, 2015)
Sepatu dan sarung tangan static dissipative (SD) dapat digunakan juga untuk memastikan personel dalam kondisi tertanahkan secara terus menerus selama bekerja. Namun, efektivitasnya dapat berkurang jika lantai terlapisi oleh polimer yang bersifat insulatif.

Referensi

Bailey AG (1984) Electrostatic phenomena during powder handling. Powder Technol. 37: 71-85
Bailey AG (1993) Charging of solids and powders. J. Electrostat. 30: 167-180
Bailey AG (2001) The charging of insulator surfaces. J. Electrostat. 51-52:82-90
Bailey AG, Smedley CJA (1991) The impact charging of polymer particles. Adv. Powder Technol. 2(4): 277-284
Bose S, Bogner RH (2007) Solventless pharmaceutical coating processes: a review. Pharm. Dev. Technol. 12(2): 115-131
Carter P, Rowley G, Fletcher E, Hill E (1992) An experimental investigation of triboelectrification in cohesive and non-cohesive pharmaceutical powders. Drug. Dev. Ind. Pharm. 18(14): 1505-1526
Carter PA, Cassidy OE, Rowley G, Merrifield DR (1998) Triboelectrification of fractionated crystalline and spray-dried lactose. Pharm. Pharmacol. Commun. 4: 111-115
Chang JS, Lawless PA, Yamamoto T (1991) Corona discharge processes. IEEE Trans. Plasma Sci. 19(6): 1152-1166
Chang JS, Berezin AA (2001) Neutralisation of static surface charges by a flow stabilized corona discharge ionizer in a nitrogen environment. J. Electrostat.51-52: 64-70
Chow KT, Zhu K, Tan RBH, Heng PWS (2008) Investigation of electrostatic behavior of a lactose carrier for dry powder inhalers. Pharm. Res. 12: 2822-2834
Chubb J (2002) New approaches for electrostatic testing of materials. J. Electrostat. 54: 233-244
Chubb J (2004) Comments on methods for charge decay measurement. J. Electrostat. 62: 73-80
Diaz AF, Felix-Navarro RM (2004) A semi-quantitative tribo-electric series for polymeric materials: the influence of chemical structure and properties. J. Electrostat. 62: 277-290
Diaz AF, Fenzel-Alexander D (1993) An ion transfer model for contact charging. Langmuir 9: 1009-1015
Duff N, Lacks DJ (2008) Particle dynamics simulations of triboelectric charging in granular insulator systems. J. Electrostat. 66: 51-57
Eilbeck J, Rowley G, Carter PA, Fletcher EJ (1999) Effect of materials of construction of pharmaceutical processing equipment and drug delivery devices on the triboelectrification of size-fractionated lactose. Pharm. Pharmacol. Commun. 5: 429-433
Eilbeck J, Rowley G, Carter PA, Fletcher EJ (2000) Effect of contamination of pharmaceutical equipment on powder triboelectrification. Int. J. Pharm. 195: 7-11
Engers DA, Fricke MN, Storey RP, Newman AW, Morris KR (2006) Triboelectrification of pharmaceutically relevant powders during low-shear tumble blending. J. Electrostat. 64(12): 826-835
Engers DA, Fricke MN, Newman AW, Morris KR (2007) Triboelectric charging and dielectric properties of pharmaceutically relevant mixtures. J. Electrostat. 65(9): 571-581
Farmakope Indonesia Edisi V (2013) Jakarta: Kementerian Kesehatan RI
Felton LA (2010) Coating Systems for Oral Controlled Release Formulations. Dalam: Wen H, Park K (editor) Oral Controlled Release Formulation Design and Drug Delivery: Theory to Practice. Hoboken: John Wiley and Sons, pp. 101-114
Forward KM, Lacks DJ, Sankaran RM (2009) Charge segregation depends on particle size in triboelectrically charged granular materials. Phys. Rev. Lett. 102(2): 028001(4)
Führer C (1996) Interparticulate Attraction Mechanisms. Dalam: Alderborn G, Nyström  C (editor) Pharmaceutical Powder Compaction Technology. New York: Marcel Dekker, pp. 1-15
Fujinuma K, Ishii Y, Yashihashi Y, Yonemochi E, Sugano K, Tarada K (2015) Triboelectrification of active pharmaceutical ingredients: weel acids and their salts. Int. J. Pharm. 493(1):434-438
Galembeck F, Burgo TAL, Balestrin LBS, Gouveia RF, Sliva CA, Galembeck A (2014) Friction, tribochemistry and triboelectricity: recent progress and perpective. RCS Adv. DOI: 10.1039/C4RA09604E
Gallo CF, Lama WL (1976) Some charge exchange phenomena explained by a classical model of the work function. J. Electrostat. 2: 145-150
Ghadiri M, Matsusaka S, Masuda H (2003) Electrostatic phenomena in particulate processes. Powder Technol. 135-136: 1
Ghori MU, Šupuk E, Conway BR (2014) Tribo-electric charging and adhesion of cellulose ethers and their mixtures with flurbiprofen. Eur. J. Pharm. Sci. 65: 1-8
Ghori MU, Šupuk E, Conway BR (2015) Tribo-electrification and powder adhesion studies in the development of polymeric hydrophilic drug matrices. Materials 8: 1482-1498
Gold G, Palermo BT (1965a) Hopper flow electrostatics of tableting material II: Tablet lubricants. J. Pharm. Sci. 54(10): 1517-1519
Gold G, Palermo BT (1965b) Hopper flow electrostatics of tableting material I: Instrumentation and acetaminophen formulations. J. Pharm. Sci. 54(2): 310-312
Goldman M, Goldman A, Sigmond RS (1985) The corona discharge, its properties and specific uses. Pure and Appl. Chem. 57(9): 1353-1362
González-Caballero F, López-Durán JDG (2000) Suspension Formulation. Dalam: Nielloud F, Marti-Mestres G (editor) Pharmaceutical Emulsions and Suspension, 2nd Ed., Revised and Expanded. New York: Marcel Dekker, pp. 127-190
Gosho Y, Yamada M, Saeki M (1990) Static charge elimination of charged matter using UV lamp.  Jpn. J. Appl. Phys. 29(5): 950-951
Greason HW (2000) Investigation of a test methodology for triboelectrification. J. Electrostat. 49: 245-256
Grosvenor MP, Staniforth JN (1996) The influence of water on electrostatic charge retention and dissipation in pharmaceutical compacts for powder coating. Pharm. Res. 13(11): 1725-1729
Guardiola J, Rojo V, Ramos G (1996) Influence of particle size, fluidization velocity and relative humidity on fluidized bed electrostatics. J. Electrostat. 37: 1-20
Gumkowski G (2015) Eliminating Inaccuracy in Precision Weighing Caused by Static Charge. American Laboratory. http://www.americanlaboratory.com/914-Application-Notes/177814-Eliminating-Inaccuracy-in-Precision-Weighing-Caused-by-Static-Charge/ Diakses: 14 April 2016
Gupta R, Gidaspow D, Wasa DT (1993) Electrostatic separation of powder mixtures based on the work functions of its constituents. Powder Technol. 75: 79-87
Heng PWS, Loh ZH, Liew CV, Lee CC (2009) Dielectric properties of pharmaceutical materials relevant to microwave processing: effects of field frequency, material density, and moisture content. J. Pharm. Sci. 99(2): 941-957
Inaba H, Ohmi T, Morita M, Nakamura M, Yoshida T, Okada T (1992) Neutralization of wafer charging in nitrogen gas. IEEE Trans. Semicond. Manufact. 5(4): 359-367
Inaba H, Ohmi T, Yoshida T, Okada T (1994) Neutralization of static electricity by soft X-rays and vacuum UV radiation. J. Electrostat. 33(1): 15-42
Jonassen N (1998) Electrostatics. Dordrecht: Springer Science+Business Media
Jonassen N (2002) Electrostatics, 2nd Ed. New York: Springer Science+Business Media
Kahn A (2015) Fermi level, work function and vacuum level. Mater. Horiz. DOI: 10.1039/c5mh00160a
Kaiser KL (2006) Electrostatic Discharge. Boca Raton: CRC Press
Karner S, Urbanetz NA (2011) The impact of electrostatic charge in pharmaceutical powders with specific focus on inhalation-powders. J. Aero. Sci. 42:428-445
Kwok PCL, Chan HK (2009) Electrostatics of pharmaceutical inhalation aerosols. J. Pharm. Pharmacol. 61: 1587-1599
Kwok PCL, Chan HK (2013) Electrostatic Charge in Pharmaceutical Systems. Dalam: Swarbrick J (Editor) Encyclopedia of Pharmaceutical Science and Technology, 4th Edition. Boca Raton: CRC Press, pp. 1394-1407
Lacks DJ, Sankaran RM (2011) Contact electrification of insulating materials. J. Phys. D: Appl. Phys. 44: 453001 (15pp)
Lai F, Hersey JA, Staniforth JN (1981) Segregation and mixing of fine particles in an ordered mixture. Powder Technol. 28: 17-23
Lee HK, Lee JG (2005) Effect of electrostatic atomization on electrical sterilization. J. Electrostat. 63: 329-336
Luo YF, Zhu J, Ma YI, Zhang H (2008) Dry coating, a novel coating technology for solid pharmaceutical dosage forms. Int. J. Pharm. 358: 16-22
Magee TRA, McMinn WAM, Farrell G, Topley L, Al-Degs YS, et al (2013) Moisture and temperature dependence of the dielectric properties of pharmaceutical powders. J. Therm. Anal. Calorim. 111(3): 2157-2164
Matsusaka S, Masuda H (2003) Electrostatic of particles. Adv. Powder Technol. 14(2): 143-166
Matsusaka S, Maruyama H, Matsuyama T, Ghadiri M (2010) Triboelectric charging of powders: A review. Chem. Eng. Sci. 65: 5781-5807
Mazumder MK, Sims RA, Biris AS, Srirama PK, Saini D, Yurteri CU, Trigwell S, De S, Sharma R (2006) Twenty-first century research needs in electrostatic processes applied to industry and medicine. Chem. Eng. Sci. 61: 2192-2211
McCarty LS, Whitesides GM (2008) Electrstatic charging due to separation of ions at interfaces: contact electrification of ionic electrets. Angew. Chem. Int. Ed. 47: 2188-2207
Mehrotra A, Muzzio FJ, Shinbrot T (2007) Spontaneous separation of charged grains. Phys. Rev. Lett. 99(5): 058001
Mettler Toledo Anti-static White Paper (2013) Electrostatic Charges During Weighing: Measures for Preventing Error. www.mt.com/lab-AntiStatic
Mitchell JP, Coppolo DP, Nagel MW (2007) Electrostatics and inhaled medications: influence on delivery via pressurized metered-dose inhalers and add-on devices. Respir. Care 52(3): 283-300
Murtomaa M, Laine E (2000) Effect of surface coverage of a glass pipe by small particles on triboelectrification of glucose powder. J. Electrostat. 54: 311-320
Murtomaa M, Harjunen P, Mellin V, Lehto VP, Laine E (2002a) Effect of amorphicity on the triboelectrification of lactose powder. J. Electrostat. 56(1): 103-110
Murtomaa M, Ojanen K, Laine E, Poutanen J (2002b) Effect of detergent on powder triboelectrification. Eur. J. Pharm. Sci. 17: 195-199
Murtomaa M, Savolainen M, Christiansen L, Rantanen J, Laine E, Yliruusi J (2004) Static electrification of powders during spray drying. J. Electrostat. 62(1): 63-72
Muzzio F (2011) Critical Material Properties: Cohesion, Density, Hydrophobicity, Electrostatic. Dalam: Advances in Pharmaceutical Process Design Course, Singapura.
Naik S, Hancock B, Abramov Y, Yu W, Rowland M, Huang Z, Chaudhuri B (2016) Quantification of tribocharging of pharmaceutical powders in V-blenders: Experiments, multiscale modeling, and simulations. J. Pharm. Sci. 105: 1467-1477
Ndife MK, Şumnu G, Bayindirli L (1998) Dielectric properties of six different species of starch at 2450 MHz. Food Res. Int. 31(1): 43-52
Newson Gale (2016) Grounding and Bonding Applications Issue 8: Controlling Static Electricity in Hazardous Areas. www.newson-gale.com
Nguyen T, Nieh S (1989) The role of water vapor in the charge elimination process for flowing powders. J. Electrostat. 22: 213-227
Noll CG (2000) Balanced static elimination in variable ion mobility environments. J. Electrostat. 49: 169-194
Nomura T, Satoh T, Masuda H (2003) The environment humidity effect on the tribo-charge of powder. Powder Technol. 135-136: 43-49
Noyce JO, Hughes JF (2002) Bactericidal effects of negative and positive ions generated in nitrogen on Escherichia coli. J. Electrostat. 54: 179-187
O’Brien M (2015) How to eliminate electrostatic charging of powder processing equipment. Newson Gale, White Paper 27 250915
Orband JLR, Geldart D (1995) The use of an antistatic agent to improve powder flowability. Part. Part. Syst. Charact. 12: 204-206
Pingali KC, Hammond SV, Muzzio FJ, Shinbrot T (2009) Use of a static eliminator to improve powder flow. Int. J. Pharm. 369(1-2): 2-4
Pu Y, Mazumder M, Cooney C (2009) Effect of electrostatic charging on pharmaceutical powder blending homogeneity. J. Pharm. Sci. 98(7): 2412-2421
Qiao M, Zhang L, Ma Y, Zhu J, Chow K (2010a) A novel electrostatic dry powder coating process for pharmaceutical dosage forms: immediate release coatings for tablets. Eur. J. Pharm. Biopharm. 76(2): 304-310
Qiao M, Luo Y, Zhang L, Ma Y, Stephenson TS, Zhu J (2010b) Sustained release coating of tablets with Eudragit RS/RL using a novel electrostatic dry powder coating process. Int. J. Pharm. 399: 37-43
Qiao M, Zhang L, Ma Y, Zhu J, Xiao W (2013) A novel electrostatic dry coating process for enteric coating of tablets with Eudragit L100-55. Eur. J. Pharm. Biopharm. 83(2): 293-300
Revel J, Gatumel C, Dodds J, Taillet J (2003) Generation of static electricity during fluidization of polyethylene and its elimination by air ionization. Powder Technol. 135-136: 192-200
Robins ES, Lowell J, Rose-Innes AC (1980) The role of surface ions in the contact electrification of insulators. J. Electrostat. 8: 153-160
Rowley G (2001) Quantifying electrostatic interactions in pharmaceutical solid systems. Int. J. Pharm. 227(1): 47-55
Rowley G, Mackin LA (2003) The effect of moisture sorption on electrostatic charging of selected pharmaceutical excipient powders. Powder Technol. 135:50-58
Sakaguchi M, Shimada S, Kashiwabara H (1990) Mechanoions produced by mechanical fracture of solid polymer. 6. A generation mechanism of triboelectricity due to reaction of mechanoradicals with mechanoanions on the friction surfate. Macromolecules 23: 5038-5040
Sakaguchi M, Miwa Y, Hara S, Sugino Y, Yamamoto K, Shimada S (2004) Triboelectricity in polymers: effects of the ionic nature of carbon-carbon bonds in the polymer main chain on charge due to yield of mechanoanions produced by heterogeneous scission of the carbon-carbon bond by mechanical fracture. J. Electrostat. 62: 35-50
Sakaguchi M, Makino M, Ohura T, Iwata T (2014) Contact electrification of polymers due to electron transfer among mechano anions, mechano cations and mechano radicals. J. Electrostat. 72: 412-416
Sauer D, Cerea M, DiNunzio J, McGinity J (2013) Dry powder coating of pharmaceuticals: a review. Int. J. Pharm. 457(2): 488-502
Schein LB (1992) Electrophotography and Development Physics. Berlin: Springer-Verlag
Sharma R, Trigwell S, Mazumder MK, Sims RA (2004) Modification of electrostatic properties pf polymer powders by atmospheric pressure plasma treatment. Dalam: Mittal KI (Editor) Polymer Surface Modification: Relevance to Adhesion, Vol. 3. Utrecht: VSP, pp. 25-37
Shinbrot T, LaMarche K, Glasser BJ (2006) Triboelectrification and razorbacks: geophysical patterns produced in dry grains. Phys. Rev. Lett. 96: 178002
Shinohara I, Yamamoto F, Anzai H, Endo S (1976) Chemical structure and electrostatic properties of polymers. J. Electrostat. 2: 99-110
Staniforth JN, Rees JE (1981) Powder mixing by triboelectrification. Powder Technol. 30: 255-256
Staniforth JN, Rees JE (1982) Electrostatic charge interactions in ordered powder mixes. J. Pharm. Pharmacol.34: 69-76
Šupuk E, Zarrebini A, Reddy JP, Hughes H, Leane MM, Tobyn MJ, Timmins P, Ghadiri M (2012) Tribo-electrification of active pharmaceutical ingredients and excipients. Powder Technol. 217: 427-434
Šupuk E, Ghori MU, Asare-Addo K, Laity PR, Panchmatia PM, Conway BR (2013) The influence of salt formation on electrostatic and compression properties of flurbiprofen salts. Int. J. Pharm. 458(1): 118-127
US Bureau of Naval Personnel (1973) Basic Electronics, Revised Edition. New York: Dover Publication
USP 39-NF 35 (2016) Rockville: USP Convention
Watanabe H, Ghadiri M, Matsuyama T, Ding YL, Pitt KG, Maruyama H, Matsusaka S, Masuda H (2007) Triboelectrification of pharmaceutical powders by particle impact. Int. J. Pharm. 334(1): 149-155
Whyte W (2001) Cleanroom Technology: Fundamentals of Design, Testing and Operation. Chichester: John Wiley & Sons
Williams MW (2012) Triboelectric charging of insulators – Mass transfer versus electrons/ions. J. Electrostat. 70: 233-234
Wong J, Chan HK, Kwok PCL (2013) Electrostatics in pharmaceutical aerosols for inhalation. Ther. Deliv. 4: 981-1002
Wong J, Kwok PCL, Chan HK (2015) Electrostatics in pharmaceutical solids. Chem. Eng. Sci. 125: 225-237
Xi J, Si X, Longest W (2014) Electrostatic charge effects on pharmaceutical aerosol deposition in human nasal-laryngeal airways. Pharmaceutics 6: 26-35
Yan W, Xilu W, Bin X (1992) Research on technique of sterilization to traditional Chinese medicine by electrostatic method. J. Electrostat. 28: 1-6
Yanar DK, Kwetkus BA (1995) Electrostatic separation of polymer powders. J. Electrostat.35: 257-266
Yurteri CU, Mazumder MK, Grable N, Ahuja G, Trigwell S, Biris AS, Sharma R, Sims RA (2002) Electrostatic effects on dispersion, transport, and deposition of fine pharmaceutical powders: development of an experimental method for quantitative analysis. Part. Sci. Technol. 20(1): 59-79
Zallen R (1983) The Physics of Amorphous Solids.New York: John Wiley & Sons
Zhu K, Tan RBH, Chen F, Ong KH, Heng PWS (2007) Influence of particle wall adhesion on particle electrification in mixer. Int. J. Pharm. 328: 22-34