NANOMATERIAL

Standard

Nanomateral adalah material yang berukuran sangat kecil yakni berkisar antara (1-100) nm atau bersekala nano. Nanomaterial erat kaitannya dengan nanoteknologi. teknologi nano meliputi pencitraan, pemodelaan, pengukuran, fabrikasi dan memanipulasi sesuatu pada skala nano. Fenomena-fenomena unik yang dapat diamati pada sifat-sifat magnetik, mekanik, listrik, termal, optik, dan kimia.

beberapa sifat keunggulan dari material berukuran nano, antara lain :

Sifat elektrik

Nanomaterial dapat mempunyai energi lebih besar dari pada material ukuran biasa karena memiliki surface area yang besar. Energy band secara bertahap berubah terhadap orbital molekul. Logam ukuran besar mengikuti hokum Ohm. Pada logam ukuran nano harus memiliki masukan elektrostatik (menggambarkan jumlah energi elektron) Eel = e2/2C. Resistivitas elektrik mengalami kenaikan dengan berkurangnya ukuran partikel.

Contoh aplikasi : energi densitas yang tinggi dari baterai, nanokristalin merupakan material yang bagus untuk lapisan pemisah pada baterai karena dia dapat menyimpan energi yang lebih banyak. Baterai logam nikel-hidrida terbuat dari nanokristalin nikel dan logam hidrida yang membutuhkan sedikit recharging dan memiliki masa hidupa yang lama.

Sifat magnetik

Kekuatan magnetik adalah ukuran tingkat kemagnetan. Tingkat kemagnetan akan meningkat dengan penurunan ukuran butiran patikel dan kenaikan spesifik surface area per satuan volume partikel. Sehingga nanopmeterial memiliki sifat yang bagus dalam peningkatan sifat magnet.

Contoh aplikasi : magnet nanokristalin yttrium-samarium-cobalt memiliki sifat magnet yang luar biasa dengan luas permukaan yang besar. Aplikasinya pada mesin kapal, instrumen ultra sensitiv danmagnetic resonance imaging (MRI) pada alat diagnostik.

Sifat mekanik

Nanomaterial memiliki kekerasan dan tahan gores yang lebih besar bila dibandingkan dengan material dengan ukuran biasa.

Contoh aplikasi : automobil dengan efisiensi greater fuel. Nanomaterial diterapkan pada automobil sejak diketahui sifat kuat, keras dan sangat tahan terhadap erosi, diharapkan dapat diterapkan pada busi.

Sifat optik

Sistem nanokristalin memiliki sifat optikal yang menarik, yang mana berbeda dengan sifat kristal konvensional. Kunci peyumbang faktor masuknya quantum tertutup dari pembawa elektrikal pada nanopartikel, energi yang efisien dan memungkinkan terjadinya pertukaran karena jaraknya dalam skala nano serta memiliki sistem dengan interface yang tinggi. Dengan perkembangan teknologi dari material mendukung perkembangan sifat nanofotonik. Dengan sifat optik linear dan non linear material nano dapat dibuat dengan mengontrol dimensi kristal dan surface kimia, teknologi pembuatan menjadi faktor kunci untuk mengaplikasikan.

Contoh aplikasi : pada optoelektronik., electrochromik untuk liquid crystal display (LCD).

Sifat kimia

Merupakan faktor yang penting untuk aplikasi kimia nanomaterial yaitu penambahan surface area yang mana akan meningkatkan aktivitas kimia dari material tersebut.

 

Proses sintesis nanomaterial

top down :  material yang berukuran besar digiling (grinding) sampai ukurannya  berorde nanometer (ball mill) Di samping itu dilakukan dengan cara evaporasi. Material berukuran besar dipanaskan sampai pada temperatur uapnya sehingga terevaporasi menghasilkan partikel-partikel berukuran nanometer. Nanomaterial yang dihasilkan pada kedua cara di atas distabilisasi dengan menggunakan larutan kimia seperti polyvinyl alcohol (PVA) atau polyethilene glycol (PEG) sehingga membentuk nanokoloid yang stabil.

bottom up : sintesa nanomaterial dilakukan dengan mereaksikan berbagai larutan kimia dengan langkah-langkah tertentu yang spesifik sehingga terjadi suatu proses nukleasi yang menghasilkannukleus-nukleus sebagai kandidat nanpartikel setelah melalui proses pertumbuhan. Laju pertumbuhan nukleus dikendalikan sehingga menghasilkan nanopartikel dengan distribusi ukuran yang relatif homogen.

KUIS ILMU MATERIAL

Standard
  1. Sifat suatu materi baik berupa molekul yang tersusun oleh 1 jenis atom atau terdiri dari beberapa jenis atom sangat dipengaruhi oleh interaksi elektron-elektron yang terlibat dalam ikatan diantara atom-atom tersebut. Komposisi dan tata letak dari berbagai atom atau molekul yang berkumpul menjadi satu akan mempengaruhi keadaan elektron ikatan (gaya tolak, gaya tarik, kekuatan, kesetabilan, dll). Material adalah sekumpulan molekul atau atom dalam ukuran makro dimana sifat kimia dan fisika dari material ini sangat dipengaruhi oleh ikatan yang terbentuk pada skala atom penyusun dari material tersebut.

 

  1. Interaksi elektronik secara garis besar dibagi menjadi dua, yakni interaksi intra molekuler dan ekstra molekuler (antar molekul). Interaksi intra molekul dibagi menjadi tiga berdasarkan perbedaan keelektronegatifan dari atom yang berikatan, yakni kovalen, ionik, dan logam. Ikatan kovalen terbentuk bila perbedaan keelektronegatifan dari atom yang berikatan diantara 0-1,7 sedangkan ionik terbentuk apabila perbedaannya lebih dari 1,7. Ikatan logam terbentuk apabila elektron atom logam dengan atom logam lainnya dapat bergerak bebas mengelilingingi daerah luar dari atom logam yang tersusun. Interaksi elektronik intra molekul dapat terjadi bila molekul memiliki muatan parsial positif atau negatif. Muatan parsial dapat terbentuk dari perbedaan keelektronegatifan atom penyusun suatu molekul yang sangat tinggi, adanya elektron bebas, geometri molekul, dll. Beberapa inetaksi ekstra molekul adalah ikatan dipol permanen dan sesaat, hidrogen, Vander Waals, dll.

 

  1. Berdasarkan konduktivitasnya material dibagi menjadi tiga bagian, yakni isolator (10-20 samapai 10-10 (Ω· M )-1), semi konduktor (10-6 sampai 104 (Ω· M )-1 ) , dan konduktor (lebih dari 107 (Ω· M )-1 ). Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan potensi perpindahan elektron dari orbital yang lebih rendah ke yang lebih tinggi. Elektron dari material konduktor dapat dengan mudah pindah dari orbital yang lebih rendah ke orbital yang lebih tinggi. Elektron semikonduktor dapat pindah dengan sedikit energi sedangkan isolator membutuhkan energi yang besar untuk berpindah. Potensi perpindahan atau kemungkinan perpindahan yang disebutkan di atas disebabkan oleh besarnya jarak antara orbital terluar yang ditempati elektron dengan orbital yang tingkat energinya di atasnya. Semakin kecil jarak, maka semakin besar potensi perpindahan elekton dari tingkat dasarnya.
  2. Momen magnetik yang dimiliki oleh material ditentukan oleh susunan elektron dari material tersebut. Berdasarkan susunan elektron yang dimiliki oleh suatu material, material dibagi menjadi lima, yakni diamagnetik, paramagnetik, ferimagnetik,  feromagnetik, dan anti-feromagnetik. Diamagnetik adalah material yang orbital molekulnya terisi penuh sehingga momen yang ditimbulkan pada material ini hanya terbatas pada jungkir balik elektron (pertukaran posisi) pada orbital tersebut sehingga momen yang dihasilkan sangat kecil dan singkat. Paramagnetik, ferimagnetik, feromagnetik, dan anti-feromagnetik adalah material yang memeiliki elektron tak berpasangan pada orbital molekulnya. Akan tetapi perbedaan dari keempatnya terletak pada posisi atau struktur elektronnya. Paramagnetik tidak teratur sehingga material ini memiliki momen permanen akan tetapi kekuatannya tidak besar. Ferimagnetik teratur akan tetapi momennya sedikit saling meniadakan karna momen ke atas berlawanan dengan momen ke bawah akan tetapi momen ke atas lebih besar dari pada momen ke bawah sehingga momennya permanen dan lebih besar dari pada paramagnetik. Anti-fero memiliki struktur yang teratur dan saling menguatkan karna susunyannya searah sehingga momen yang dimiliki material ini sangat besar. Anti-feromagnetik teratut akan tetapi saling meniadakan karna momen ke atas sama dengan momen ke bawah sehingga resultan momennya nol.

 

  1. Material logam mengabsorp cahaya dan menngunakannya untuk eksitasi elektron. Logam memiliki elektron gap yang sangat kecil dan atau memiliki orbital tidak penuh sehingga eksitasi elektron dari logam sangat dimungkinkan dengan adanya radiasi elektromagnetik (REM) seperti cahaya. Cahaya datang akan digunakan hampir seluruhnya oleh material ini untuk eksitasi elektronyya sehingga tidak ada yang diteruskan dan hal ini menyebabkan material ini tidak transparan.

 

  1. Semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor buatan yang didasarkan pada peningkatan jumlah elektron atau pengurangan elektron pada suatu material dengan cara menyisipkan material ‘pengotor’ pada kisi-kisi atau beberapa tempat pada kristal atau material yang dikehendaki dirubah sebagai semikonduktor. Semikonduktor ektrinsik dibagi menjadi tipe P dan N. Hal mendasar yang membedakan keduanya adalah material pengotor yang disisipkan pada material netral. Akan menjadi tipe P bila atom pengotor memiliki elektron kurang dari mterial netral yang digantikan posisinya, sebaliknya pada tipe N.

 

 

 

  1. Vibrasi atomik terjadi pada ikatan antara dua atom. Semakin tinggi termpratur, maka semakin besar frekuensi vibrasi pada ikatan. Akan tetapi pada material tertentu seperti polimer organik, protein, dll, tempratur yang melebihi kapasitas termalnya akan mengakibatkan kerusakan atau pemutusan ikatan.

 

  1. Karakteristik yang dimiliki oleh material nano baik fisik ataupun kimia bertumpu pada ukurannya yang kecil sehingga dengan jumlah atom yang sama material nano memiliki survace area atau luas area yang sangat besar. Survace area inilah yang kemudian membawa sifat atau karakteristik khas yang dimiliki oleh material nano. Contohnya adalah meningkatnya absorbansi (cahaya, zat, larutan, dll.), reaktivitas, magnetic, dll.

 

  1. Fungsi dan aplikasi material berkembang seiring dengan berkembangnya manusia dari segi peradaban dam pemikiran. Aplikasi material yang berkembang mulai ditemukannya dibagi menjadi tiga yakni struktural, fungsional, dan smart. Struktural material adalah material yang digunakan sesuai dengan sifat fisik yang dimilikinya seperti keras dan berat digunakan untuk melempar hewan buruan misalnya batu. Benda yang memiliki sifat dapat ditempa dan dibentuk seperti besi digunakan sebagai alat untuk memotong. Fungsional material adalah material-material yang digunakan berdasarkan sifat kimia, elektronik, dan sifat fisiknya seperti logam yang memiliki elektron terluar yang dapat dengan mudah tereksitasi digunakan sebagai penghantar listrik (kabel). Smart material adalah material yang digunakan berdasarkan pengembangan dan peningkatan sifat-sifat yang dimilikinya seperti peningkatan daya absorb dengan komposit, memperkecil material sehingga luas areanya bertambah, dll.

 

  1. Material nano dapat dibuat dengan dua cara, yakni top-down dan bottom-up. Top-down adalah cara membuat meterial nano dengan memisahkan molekul yang berkumpul dalam jumlah besar menjadi kecil suhingga ukurannya tidak lebih dari 100 nm. Metode top-down menggunakan berbagai teknik penggilingan dan homogenisasi. Contoh dari pembuatan material nano dengan metode top-down adalah pembuatan nano silica dari cangkang kerang. Metode bottom-up adalah cara membuat material nano dengan menggabungkan beberapa molekul sehingga terbentuk struktur material dalam ukuran nano. Dalam metode bottom-up diperlukan stabilisasi zat aktif untuk mencegah terbentuknya material skala mikro. Contohnya adalah pembuatan carbon nano tube.

KIMIA MASA DEPAN (SEBUAH PREDIKSI)

Standard

Kimia secara epistimologi adalah sebuah  ilmu yang mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia sebagai ilmu adalah produk tindakan dan pikiran manusia yang kemudian digunakan oleh manusia digenerasi selanjutnya untuk memperluas cakupan kimia itu sendiri. Kimia sebagai ilmu berkembang seiring berkembangnya peradaban dan kebutuhan manusia.

Kimia secara aksiologi berindak sebagai solutor dari permasalahan-permasalahan dan pemenuh kebutuhan manusia yang belum tercapai. Kimia sebagai solutor berkembang seiring dengan berkembangnya permasalahan-permasalahan yang ada di kehidupan manusia sehari-hari, begitu pula dengan kimia sebagai pemenuh kebutuhan.

Kimia sebagai ilmu dan kimia sebagai solutor dan pemenuh kebutuhan manusia inilah  yang kemudian menjadi dasar dari prediksi perkembangan kimia. Kimia sebagai ilmu berkembang karna kegelisahan para ilmuan dalam mengembangkan teorinya dan rasa penasaran mereka. Kimia sebagai solutor dan pemenuh kebutuhan berkembang karena ‘terpaksa oleh keadaan’.

Permasalahan yang dialami oleh manusia di masa ini akan berkembang dang melebar di masa datang. Hal ini sama dengan permasalahan manusia di masa ini merupakan peranakan dari permasalahan manusia di masa dulu. Salah satu contohnya adalah transportasi. Manusia di zaman dulu hanya mengenal orang yang ada di daerahnya saja, sehingga mereka tidak memerlukan kendaraan yang cepat untuk menemui kenalannya. Akan tetapi, seiring berjalannya waktu, dunia terhubung oleh sistem komunikasi, sehingga orang mengenal lebih banyak orang di daerah berbeda dengan kepentingan berbeda. Kepentingan ini yang kemudian menuntut seseorang untuk menemui rekannya yang berjarak jauh dengannya. Kendaraan yang dapat membawa orang tersebut dengan cepat kemudian dibutuhkan untuk efisiensi waktu.

Kimia sebagai ilmu yang mungkin berkekmbang adalah kimia teoritik seperti teori-teori kuantum dan komputasi. Hal ini berkembang karena perkembangan dari keduanya akan mempermudah pemodelan aplikasi-aplikasi kimia dibidang yang lain, misalnya analisis dan sintesis. Kimia sebagai ilmu juga tidak dipungkri akan berkembang seiring berkembangnya kimia sebagai solutor dan pemenuh kebutuhan. Perkembangan ini merupakan dokumentasi pencapaian kimiawan dalam prakteknya menyelesaikan permasalahan umat manusia.

Kimia sebagai solutor dan pemenuh kebutuhan berkembang sesuai kebutuhan. Beberapa kebutuhan yang diidentifikasi oleh George Whitesides dalam tulisannya “What Will Chemistry Do in the Next Twenty Years?” dan Diran Apelian dalam tulisannya “Looking Beyond the Last 50 Years: the Future of Material Science and Anginering” adalah keamanan, kesehatan, lingkungan, energi, transportasi dan perumahan.

Kebutuhan-kebutuhan yang telah disebutkan di atas adalah penyokong dari kesejahteraan manusia. Keamanan yang diperlukan semakin berkembang karena yang diamankan semakin banyak dan bercabang. Di masa lalu, keamanan yang dibutuhkan hanya sebatas keamanan untuk perlindungan jiwa dan harta untuk manusia secara perorangan dan persenjataan militer untuk negara. Namun sekarang berbeda adanya, keamanan harta yang dulu hanya diperlukan untuk harta rumahan, sekarang  berkembang pada keamanan harta yang disimpan di bank. Keamanan yang kemudian membutuhkan kartu-kartu sebagai sandi dan atau sidik jari.

Kebutuhan akan lingkungan yang bersih dan aman bagi kesehatan saat ini sudah sangat dibutuhkan mengingat perkembangan industri dan transportasi yang meningkat. Penigkatan transportasi dan industri ini mengakibatkan banyaknya polusi. Kesetabilan lingkungan yang terganggu kemudian menjadi pemicu terganggunya kesehatan. Bukan hanya itu, perkembangan makanan juga mengakibatkan penurunan kesehatan, salah satunya adalahpengarbitan buah-buahan dan penyuntikan pemanis pada pohon sehingga buah yang dihasilkan terasa enank mengakibatkan menurunnya kualitas makanan. Junk food juga berkembang dan sangat diminati.

Perkembangan industri dan transportasi juga mengakibatkan manusia membutuhkan energi yang lebih banyak, sedangkan energi yang disimpan di bumi yang berupa hasil fosil sudah sangat berkurang.

Kimia sebagai solutor dan pemenuh kebutuhan kemudian memainkan perannya. Kimia sebagai ilmu mempunyai klasifikasi yakni teori dan aplikasi. Kimia aplikasi ini yang kemudian dapat dikembangkang sebagai solutor dan pemenuh kebutuhan. Kimia aplikasi memiliki beberapa cabang yang salah satunya adalah kimia material dan sintesis barbasis limit. Kimia sintesis material yang mungkin dikembangkan adalah sintesis polimer, magnetit material, komposit dan lain lain. Kimia sintesis yang berbasis limit adalah sintesis bahan yang sangat kecil, sangat cepat, dan sangat besar. Kimia material yang telah disebutkan dapat berperan sebagai pengganti energi alami yang dimiliki bumi sebagai energi terbarukan, penyetabil lingkungan dengan menjadi adsorben dari polusi-polusi yang dihasilkan kendaraan atau industri, obat dari penyakit-penyakit baru yang berkembang karena keadaan lingkungan yang kurang baik dan makanan yang kurang berkualitas, bugkus makanan yang aman bagi tubuh, penyimpan data komputer pada flashdisk dan chip, dan pendeteksi sidik jari untuk keamanan.

Beberapa hal yang dipaparkan diatas sebagai perkembangan kimia secara umum dan kimia material secara khusus hanyalah sebuah prediksi. Namun dengan prediksi itu kemudian diharapkan kimiawan muda pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya dapat terarah dalam melakukan penelitian sehingga penelitian dan pengembangan kimia yang dilakukan dapat berguna.

Wallahua’lam bisshowab.

Two Tools to Make Your Blog a Supportive, Safe Space

Standard

The WordPress.com Blog

Last month, we highlighted bloggers writing about mental health issues — and it struck a chord with many of you.

Lots of you commented that you also write about struggles with mental health, and were hoping your blogs would be a medium to help you connect with others and a safe space for talking about sensitive issues. There are two features baked into WordPress.com to support both goals.

Contact forms

Unfortunately, there’s still a good deal of stigma around mental illness, making many of us uncomfortable being public about our struggles. Leaving a public comment on someone’s blog isn’t always easy on fun posts, let alone on something as fraught with judgement as mental health.

Putting a contact form on your blog gives readers a way to connect with you privately. They can share their own stories and offer support without having to reveal more than they’re comfortable with to…

View original post 528 more words

New Themes: Tuned Balloon, Yumblog, Lens, Hexa, Singl, MH Magazine

Standard

The WordPress.com Blog

Tuned Balloon

Tuned Balloon by Anariel DesignTuned Balloon, a new premium theme by new seller Anariel Design, is a music theme designed for bands, featuring a responsive design, widgetized home page, custom widgets, and support for several post formats.

Yumblog

Yumblog by UpThemesYumblog by UpThemes is the perfect premium theme for food bloggers and cooks who want to share recipes, tips, and tricks. Embed recipes into your posts and make them look amazing with a handwritten design, or showcase your best dishes with the featured content slider.

Lens

Lens by Pro Theme DesignLens, a premium theme by Pro Theme Design, is great for photographers, artists, and crafters who like to tell stories with pictures. The home page displays blog posts and featured images in an engaging mosaic. Lens looks stunning on all devices — laptops, tablets, and smartphones.

Hexa

Hexa by AutomatticHexa is a fun, fresh experience for your personal blog. Post formats highlight your best finds in colorful style…

View original post 132 more words