ESSAY ADVANCED MATERIAL
Materia Mat eriall ya yang ng did didapa apatt dari pro proses ses tek teknol nologi ogi tin tinggi ggi ata atau u hig high-t h-tech ech ser sering ing disebu dis ebutt deng dengan an ist istila ilah h adv advan anced ced mat materia eriall ata atau u mate material rial ter terbaru baru.. Me Melal lalui ui teknologi yang tinggi berarti sebuah produk memiliki fungsi dengan teknologi
ekno nolo logi gi ti ting nggi gi ya yang ng di dima maks ksud ud be beru rupa pa pr prod oduk uk at atau au al alat at ya yang ng yang ya ng tin tinggi ggi.. . Tek pengoperasiann pengope rasiannya ya atau fungsinya menggu menggunakan nakan prinsip-prinsip yang relatif lebih pintar dan rumit. Sebagai contoh yang dapat digunakan dalam alat-alat elektronik, komputer, sistem serat optic, pesawat ruang angkasa, pesawat terbang dan rokett milite roke militerr Beb Beberap erapa a cont contoh oh apl aplikas ikasii tekn teknolog ologii tin tinggi ggi ters tersebu ebutt adal adalah ah pera peralata latan n
elektronik elektron ik (pemuta (pemutarr CD/DVD CD/DVD,, camcorder , dll, pesa!at terbang, pesa!at luar angkasa, komputer, sistem fiber-optic , dan roket militer.
"aterial "ate rial ting tingkat kat ting tinggi gi bia biasany sanya a ada adalah lah mate material rial trad tradisio isional nal yang sifa sifat-si t-sifatn fatnya ya tela telah h ditingkatkan dan dikembangkan men#adi material berperforma tinggi. Bisa #adi material tingkat tinggi dapat digolongkan dalam seluruh #enis material seperti logam, keramik, dan da n po poli lime merr. "a "ate teri rial al ti ting ngka katt ti ting nggi gi bi bias asan anya ya #u #uga ga me memi mili liki ki ha harg rga a ya yang ng ma maha hal. l. Umumny Umu mnya, a, mat materia eriall adv advanc anced ed ini dig diguna unakan kan pad pada a apl aplika ikasi si sep seperti erti las laser er,, integrated circuit, LC atau li!uid crystal displays dan serat optis.
engan enga n demiki demikian, an, material ya yang ng secara khusus didesain untuk fungsi-fungsi fungsi-fungsi tertent ter tentu u san sanga gatt ber berbed beda a kar karakt akteris eristik tikny nya a den denga gan n mat materia eriall bia biasa sa sep seperti erti logam, polimer ataupun komposit. "ustru, material yang didesain khusus ini memili mem iliki ki fun fungsi gsi ya yang ng dip diperba erbaharu haruii unt untuk uk tu#u tu#uanan-tu#u tu#uang ang tert tertentu entu.. .. "aterial
ting ti ngka katt
ting ti nggi gi
terd te rdir irii
dar arii
semi se miko kond nduk ukto torr,
bio ioma mate teri rial al,, smart
material ,
dan
nanomaterial. Smart material dan dan nanomaterial memiliki sebutan material masa depan. Dari berbagai #enis material tingkat tinggi tersebut, mereka memiliki sifat dan aplikasi yang ber$ariasi.
Semikonduktor
%emikonduktor merupakan material yang memiliki sifat elektris menengah, antara konduktor dan isolator. &onduktor antara lain seperti logam dan logam paduan, sedangkan isolator seperti keramik dan polimer. %emikonduktor secara menyeluruh telah mere$olusi dunia industri elektronik dan komputer selama ' dekade yang lalu.
Biomaterial
Biomaterial merupakan material tingkat tinggi yang digunakan pada komponen tanam (implant untuk ditanamkan pada tubuh manusia atau he!an sebagai pengganti bagian tubuh yang rusak. Biomaterial tidak boleh menghasilkan racun. %elain itu, biomaterial #uga harus cocok dengan tubuh dan tidak menghasilkan reaksi biologis yang merugikan. %eluruh
material seperti
logam, keramik, polimer,
komposit,
dan
semikonduktor mungkin bisa digunakan sebagai biomaterial.
Smart material
Smart material adalah kelompok materal baru yang saat ini sedang dikembangkan.
"aterial tingkat tinggi ini diharapkan bisa memengaruhi teknologi kita secara signifikan. &ata smart (pintar secara tidak langsung menun#ukkan bah!a smart material mampu merasakan perubahan pada lingkungannya dan bisa merespon perubahan tersebut dalam perilaku yang telah ditetapkan sebelumnya. )erilaku tersebut #uga bisa ditemukan pada kehidupan organisme.
Nanomaterial
*anomaterial adalah kelas material baru yang memiliki sifat sangat menarik dan hebat. *anomaterial mungkin merupakan salah satu dari keempat #enis material seperti logam, keramik, polimer, dan komposit. Berbeda dengan material-material lain, nanomaterial
tidak digolongkan berdasarkan komposisi dasar kimia. +kan tetapi, nanomaterial digolongkan berdasarkan ukurannya. +!alan nano men#elaskan bah!a dimensi dari kesatuan strukturnya adalah nanometer. &esatuan struktur dari nanomaterial berukuran kurang dari nanometer.
%alah satu contoh "aterial Tigkat tinggi adalah irkonium.
Zirkonium adalah
logam putih keabuan
yang #arang di#umpai di alam bebas. a memiliki lambang kimia r, nomor atom 0, massa atom relatif 1,220. %ifat kimia dan fisika logam ini mirip dengan titanium. irconium merupakan salah satu unsur di alam yang memiliki sifat tahan terhadap temperature tinggi. 3ogam yang ditemukan oleh ".4. &alaproth pada tahun 566 dalam bentuk mineral 7ircon ini tidak ditemukan di alam dalam bentuk bebas tetapi sebagi oksida atau silikat dalam kerak bumi dan bebatuan dalam kadar kecil dalam bentuk 7irconium silikat pada 7ircon (r%i80 dan 7irconium oksida pada badelleyit (r82. Zirkonium berkemurnian tinggi pertama kali diproduksi secara masal (1925) oleh ahli kimia Belanda Anton E. van Arkel dan ! de Boer dengan cara dekomposisi termal dari "irkonium tetraiodida# Zr$ % irconium banyak didapatkan dalam batuan $ulkanik, basalt, dan batuan granit.. &ristalnya mempunyai densitas antara 9.0 : ;.2 dan kekerasannya ;.9 skala mesh yang mengandung 7irconium dioksida 6< : 1<. Zirkonium relati& melimpah di kerak bumi# tetapi tidak terkonsentrasi di satu tempat# dan karakteristik Zirkonium diamati pada bintang 'tipe. ineral "irkon# *ang umumn*a ditemukan dalam endapan aluvial di sungai# pantai laut# atau danau tua# adalah satusatun*a sumber komersial "irkonium. irconium terdapat pada banyak mineral 7ircon, ber$ariasi dari ;< : ;5<. %ecara teoristik 7irconium di dalam silikat normal sebesar ;5.2<. Dalam #umlah sedikit 7irconium terdapat pada banyak mineral seperti mineral titanat, tantolo ni obat, tanah #arang, silikat, dan sebagainya. Dalam #umlah agak besar, 7irkonium terdapat pada mineral baddeleyit dan mineral 7ircon atau campuran dari 7ircon dioksida dan 7ircon silikat (r%i80. irconium mempunyai dua bentuk allotropi yaitu = dengan struktur he>agonal, stabil pada temperature 6;' ?C ke ba!ah dan bentuk @ dengan struktur kubik berkisi-kisi yang stabil p ada temperature 6;' ?C ke atas. irkonium banyak terdapat dalam mineral seperti 7irkon dan baddelyit. Baddeleyit sendiri merupakan oksida 7irkonium yang tahan terhadap suhu luar biasa tinggi sehingga digunakan untuk pelapis tanur. 3ogam 7irconium tahan terhadap korosi, tidak bereaksi dengan air, asam (nitrat, sulfat sebagai pelarut meskipun dengan pemanasan. )ada suhu tinggi, 7irkonium dapat bereaksi dengan oksigen, nitrogen, halogen, sulfur, hydrogen maupun karbon. irkonium hasil pengolahan dari p asir 7ircon dalam pemanfaatannya dapat dipadukan dengan unsur-unsur logam lain, yang disebut
7ircaloy. 3ogam yang biasa ditambahkan tersebut +ntara lain krom (Cr, besi (Ae, nikel (*i, timah putih (%n, dan tembaga (Cu. 09;5 irconium banyak digunakan dalam industri 4igh-tech karena sifat mekanik, termal, elektrik, kimia, dan optiknya yang mendukung. nsur ini banyak digunakan dalam produksi keramik dan reactor nuklir sebagai pelapis bahan bakar nuklir. Zirkonium digunakan dalam produksi reactor nuklir karena kombinasi unik dari si&at Zirkonium. Zirkonium memiliki kekuatan *ang baik pada suhu tinggi# tahan korosi dari pendingin cepat# tidak membentuk isotop radioakti&# dan tahan kerusakan mekanis dari penembakan neutron. irconium #uga digunakan untuk pembuatan pompa, katup, penukar panas, cladding batang bahan bakar# untuk paduan dengan uranium# dan struktur reaktorcore. Berdasarkan sifat ketahanan terhadap api, 7irkonium sering digunakan sebagai komposisi utama peralatan perang, kotak sekring, dan terdapat pada peluru pyrophoric pembuka $akum, serta sebagai eksitasi laser pada photografi. )enerapan perpaduan 7irkonium murni, seoerti perpaduannya dengan niobium akan menghasilkan super konduktor, perpaduannya dengan titanium digunakan pada pesa!at terbang, dan perpaduannya dengan tembaga akan memperbaiki sifat 7irkonium tersebut. ; 6
Berdasarkan ketahanannya terhadap korosi, logam 7ircon digunakan sebagai bahan tembahan pada pabrik pembuatan pompa, kran, pipa, alat penukar panas, dan tangki bahan kimia, terutama asam sulfat dan asam hidroklorida. )enggunaan logam 7irkonum ini #uga digunakan oleh pabrik penghasil urea, hydrogen peroksida, metil metaklirat dan asam asetat. irkonium merupakan bahan yang mempunyai peran yang sangat strategis dalam berbagai industry karena keunggulannya #ika dibandingkan dengan bahan lain. Eeactor nuklir memerlukan materian tahan korosi, daya serap neutron yang rendah, sifat mekanik yang sesuai, dapat digunakan sebagai bahan pendukung struktur, serta permukaan untuk perpindahan panas yang baik. Berilium (Be merupakan salah satu mineral yang dapat bertahan pada suhu tinggi, tetapi mineral ini #arang didapat, selain harganya mahal, sifat mekaniknya #uga tidak baik dan fabrikasinya sulit. Berbeda sekali dengan 7irkonium yang sangat banyak terdapat dalam mineral 7ircon. %elain berilium (Be, mineral lain yang dapat digunakan dalam industry nuklir adalah alumunium (+l dan magnesium ("g, tetapi mineral-mineral ini tidak tahan pada suhu tinggi, sehingga hanya digunakan untuk reactor riset
&egunaaan utama mineral 7irkon (r%i80 yaitu sebagai logam refraktori dan ceramic opacification. irkon #uga digunakan sebagai penghias batu permata alami yang digunakan pada intan. irkonium oksida diproses untuk menghasilkan cubic 7irkonia. ni b er!u#ud kristal bening berkilauan yang digunakan sebagai pengganti intan dengan harga yang lebih rendah. irkonium digunakan secara meluas di industri kimia pada pipa yang terletak di lingkungan korosif terutama pada temperatur
tinggi. - 3ogam irkonium digunakan d alam teras reaktor nuklir karena tahan korosi dan tidak menyerap neutron. ircaloy merupakan aliase 7irkonium yang penting u ntuk penyerapan nuklir , seperti menyalut bagian-bagian ba han bakar. 3ogam ini #uga digunakan dalam catalytic
con$erters dan batu bata tungku. Baddeleyite dan 7irkonium tidak murni (7irkonia digunakan dalam ca!an lebur di laboratorium. &egunaan lain dari 7irconium sangat banyak, yaitu digunakan pada blit7 fotografi dan
instrumen bedah, untuk membuat kaca tele$isi, untuk membersihkan sisa gas dari tabung $akum elektronik, dan sebagai agen pengeras di paduan logam, terutama ba#a. ndustri kertas dan kemasan #uga menggunakan irkonium untuk men#adi pelapis permukaan yang baik karena kuat dan tahan air.
