Penjelasan Lengkap Advance material - material maju

Advance Material

Apa itu advance material atau material canggih. Advance material adalah Bahan yang digunakan dalam aplikasi teknologi yang canggih (atau teknologi tinggi) kadang-kadang disebut Material Maju.

Apa yang dimaksud Teknologi tinggi pada pembahasan ini adalah suatu perangkat atau produk yang memiliki operasi atau fungsi memakai suatu prinsip yang rumit dan canggih. Seperti pada alat elektronik ( CD player, DVD player, perekam video , dll ) , computer, pada serat optic, pesawat luar angkasa, roket, pesawat terbang. Bahan maju ini adalah material tradisional yang memiliki sifat yang telah ditingkatkan ketahanan dan kekuatan nya.

Selain itu, mereka mungkin dari semua jenis bahan (misalnya, logam, keramik, polimer), dan biasanya mahal. Material canggih termasuk semikonduktor, biomaterial, dan apa yang kita sebut sebagai “material masa depan” (yaitu material cerdas dan material rekayasa nano),
yang kita bahas selanjutnya. Sifat dan aplikasi dari sejumlah bahan canggih ini—misalnya, bahan yang digunakan untuk laser, sirkuit terpadu, penyimpanan informasi magnetik, tampilan kristal cair (LCD), dan serat optik—juga dibahas dalam bab-bab berikutnya.

Semikonduktor

Semikonduktor adalah material yang memiliki sifat listrik, yang merupakan perantara antara konduktor listrik (yaitu, logam dan paduan logam) dan isolator (yaitu, keramik dan polimer)—lihat Gambar 1.7. Lebih lanjut, karakteristik listrik dari bahan-bahan ini sangat sensitif terhadap adanya konsentrasi atom pengotor yang sangat kecil, yang konsentrasinya dapat dikontrol pada wilayah spasial yang sangat kecil. Semikonduktor memunculkan sirkuit terpadu yang telah merevolusi industry elektronik dan computer yang berdampak besar pada kehidupan kita pada 3 dekade terakhir.

Biomaterial

Biomaterial Adalah material yang dipakai di dalam tubuh manusia yang berfungsi sebagai pengganti bagian tubuh yang telah mengalami kerusakan dan tidak bisa berfungsi secara optimal dan mempengaruhi kesehatan tubuh manusia. Material biomaterial harus tidak menghasilkan zat yang beracun dan mampu beradaptasi dengan jaringan tubuh yang nantinya tidak menimbulkan reaksi biologis yang merugikan. Sekarang sudah banyak material yang digunakan sebagai biomaterial seperti keramik, logam , polimer, komposit, dan semikonduktor.

Smart Material atau Bahan Cerdas

Smart Material adalah sekelompok bahan baru dan canggih yang sekarang sedang dikembangkan yang akan memiliki pengaruh signifikan pada banyak teknologi kami. Kata sifat pintar menyiratkan bahwa bahan-bahan ini mampu merasakan perubahan di lingkungan mereka dan kemudian menanggapi perubahan ini dengan cara yang telah .

Komponen smart material juga termasuk beberapa jenis sensor (yang mendeteksi sinyal input), dan aktuator (yang melakukan fungsi responsif dan adaptif). Dan Aktuator dapat dipanggil untuk mengubah bentuk, posisi, frekuensi alami, atau karakteristik mekanis sebagai respons terhadap perubahan suhu, medan listrik, dan medan magnet. 

Empat jenis bahan yang umum digunakan untuk aktuator: Shape memory alloy atau paduan bentuk-memori, keramik piezoelektrik, bahan magnetostriktif, dan cairan elektroreologi / magnetorheologi.

Shape memory alloy

Paduan memori bentuk atau Shape memory alloy adalah logam yang, setelah mengalami deformasi, kembali ke bentuk aslinya ketika suhu diubah. Keramik piezoelektrik mengembang dan berkontraksi sebagai respons terhadap medan listrik (atau tegangan) yang diterapkan; sebaliknya, mereka juga menghasilkan medan listrik ketika dimensinya diubah. Perilaku bahan magnetostriktif analog dengan piezoelektrik, kecuali bahwa mereka responsif terhadap medan magnet. Juga, cairan elektroreologi dan magnetorheologi adalah cairan yang mengalami perubahan dramatis dalam viskositas pada penerapan medan listrik dan magnet, masing-masing. Bahan/perangkat yang digunakan sebagai sensor termasuk serat optic, bahan piezoelektrik (termasuk beberapa polimer), dan sistem mikroelektromekanis. Misalnya, satu jenis sistem pintar digunakan dalam helikopter untuk mengurangi kebisingan kokpit aerodinamis yang dihasilkan oleh baling-baling yang berputar.

piezoelektrik

piezoelektrik adalah sensor yang dimasukkan ke dalam bilah memonitor tegangan dan deformasi bilah; sinyal umpan balik dari sensor ini dimasukkan ke perangkat adaptif yang dikendalikan komputer, yang menghasilkan antinoise peredam bising.

Nanomaterial

Nanomaterial adalah material baru yang memiliki sifat menarik dan memiliki perkembangan yang paling luar biasa. Nanomaterial tidak seperti bahan lain, mereka tidak dibedakan berdasarkan kimianya, melainkan ukurannya; awalan nano menunjukkan bahwa dimensi contoh ini, bahan yang buram dalam domain makroskopik dapat menjadi transparan pada skala nano; beberapa padatan menjadi cair, bahan yang stabil secara kimia menjadi mudah terbakar, dan isolator listrik menjadi konduktor. Selanjutnya, properti mungkin bergantung pada ukuran dalam domain skala nano ini. Beberapa dari efek ini berasal dari mekanika kuantum, yang lain terkait dengan fenomena permukaan yaitu proporsi atom yang terletak di permukaan partikel meningkat secara dramatis ketika ukurannya berkurang. Karena sifat unik dan tidak biasa ini, nanomaterial bisa dipakai dalam elektronik, biomedis, olahraga, produksi energi, dan aplikasi industri lainnya. Contohnya

• Catalytic Converter untuk mobil

• Karbon nanotube

• Carbon Nanotube / Partikel karbon hitam sebagai penguat ban mobil

• Nanokomposit dalam bola tenis
• Butir ukuran nano magnetik yang digunakan untuk hard disk drive

• Partikel magnetik yang menyimpan data pada pita magnetic

Setiap kali bahan baru dikembangkan, potensi interaksi berbahaya dan toksikologi dengan manusia dan hewan harus dipertimbangkan. Nanopartikel kecil memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang sangat besar, yang dapat menyebabkan reaktivitas kimia yang tinggi. Meskipun keamanan nanomaterial relatif belum diselidiki, ada kekhawatiran bahwa mereka dapat diserap ke dalam tubuh melalui kulit, paru-paru, dan saluran pencernaan pada tingkat yang relatif tinggi, dan bahwa beberapa, jika ada dalam konsentrasi yang cukup, akan menimbulkan risiko kesehatan — seperti sebagai kerusakan DNA atau promosi kanker paru-paru.