Mari Mengenal Pengetahuan Paling Dasar dari Ilmu Material

Mari Mengenal Pengetahuan Paling Dasar dari Ilmu Material

Paduan logam Mg-Fe-Ca yang dihasilkan dalam riset implan tulang biodegradable yang dilakukan di Laboratorium Metalurgi, Departemen Teknik Material, Institut Teknologi Sepuluh Nopember pada tahun 2014-2016 © Penulis

Universitas Indonesia, Institut Teknologi Bandung, Universitas Negeri Sultan Ageng Tirtayasa, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Institut Teknologi Kalimantan, Institut Teknologi Sains Bandung, Universitas Teknologi Sumbawa, dan masih banyak lagi perguruan tinggi di Indonesia membuka program studi Teknik Material (dan Metalurgi). Bahkan, pengembangan bidang ini telah dimulai sejak dua dekade pasca kemerdekaan Indonesia. Tapi anehnya, hingga kini masyarakat Indonesia masih awam dengan keberadaan Teknik Material. Memangnya Material itu ilmu macam apa sih?

Mungkin jika pembaca sekalian pernah menyimak ulasan artikel yang berjudul Material, Ilmu Futuristik yang Terlupakan di Indonesia, dirilis di Kompas.Com pada tahun 2018, bisa jadi familiar dengan pembahasan kali ini. Ilmu keteknikan bahan, atau yang secara populer dikenal sebagai Materials Science and Engineering, atau Teknik Material, adalah sebuah perpaduan ilmu paling unik yang pernah diciptakan manusia. Memadukan pengetahuan dasar Matematika, Fisika, Kimia, dan Biologi secara paralel, material menjadi ilmu kompleks yang berhasil dikembangkan sejak tahun 3.000 Sebelum Masehi. Ketika itu manusia telah mampu mencampurkan besi dengan tembaga di dalam proses pemaduan logam. Pengetahuan dasar tersebut terus berkembang sampai pada akhirnya revolusi industri terjadi (1760–1840), yang menjadi titik balik ditemukannya inovasi-inovasi dalam pengolahan logam untuk keperluan mempermudah pekerjaan manusia.

Pada dasarnya material terbagi menjadi beberapa klasifikasi:

  1. berdasarkan sifat kimia-fisikanya;
  2. berdasarkan sifat biologisnya;
  3. berdasarkan ukuran bahannya; serta
  4. berdasarkan aplikasinya dalam industri.

Berdasarkan sifat kimia-fisikanya, material terbagi menjadi tiga percabangan besar, yaitu material logam, non logam, serta gabungan logam dan non logam (komposit). Material non logam secara lebih spesifik lagi dibagi menjadi tiga sub-ilmu, yaitu material non logam padat (non metal element solids/NMESs), non padat (gas, cair, plasma, dll), dan polimer yang merupakan kondisi transisi material non logam padat maupun non padat. Karena pada dasarnya polimer ada banyak sekali bentuk fisiknya, bisa cair, gel, ataupun padatan. Lalu berikutnya klasifikasi berdasarkan sifat biologis. Dalam hal ini, klasifikasi material hanya terdiri dari dua jenis, yaitu material umum dan material biocompatible, atau material yang mampu beradaptasi dengan kondisi yang ada dalam jaringan makhluk hidup (termasuk lingkungan). Material biocompatible juga memiliki kriteria untuk bisa cukup fleksibel secara fisik, tidak beracun, serta tidak berpotensi menyebabkan penolakan dari dalam tubuh (immunological rejection). Secara lebih spesifik lagi, material biocompatible juga terbagi menjadi material-material bioinert, bioactive (reaktif pada bagian permukaan jaringan makhluk hidup), dan biodegradable.

Nah, jika material diklasifikasikan berdasarkan ukurannya bisa jadi banyak sekali pembagiannya. Tetapi yang paling umum digunakan adalah makro, meso, mikro, dan nano. Material makro adalah setiap bahan yang mampu kita lihat secara kasatmata (>100 mikrometer), material meso biasanya adalah klasifikasi peralihan dari makro ke mikro, material mikro adalah bahan-bahan yang memiliki ukuran antara 100 nanometer sampai 100 mikrometer, sedangkan material nano adalah tiap-tiap bahan yang memiliki ukuran 1 sampai 100 nanometer. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan modern, kini klasifikasi ukuran material bisa jadi lebih kecil lagi: angstrom, piko, femto, atto, dll. Karena memang telah banyak ukuran-ukuran material yang lebih kecil dari nano, yang mampu dijangkau oleh instrumen pengujian material modern. Dari sini kita akan paham mengapa sampai tercipta prosesor yang bisa menjangkau ukuran integrated circuit hingga 7 bahkan 5 nanometer.

Terakhir, klasifikasi material berdasarkan aplikasinya di dunia industri. Industri yang bergerak di bidang material telah jauh berkembang di abad ini. Sehingga, yang awalnya mungkin kita hanya bisa melakukan klasifikasi material-material yang mampu menjadi penopang industri pertambangan mineral dan logam, industri ekstraksi metalurgi dan pemurnian, industri manufaktur, industri polimer, industri pakaian, industri farmasi dan obat-obatan, serta industri pengelolaan limbah. Akan tetapi, dewasa ini muncul industri-industri modern yang tentunya membutuhkan spesifikasi material yang tidak biasa, seperti industri dirgantara dan aeronautika, industri elektronika dan penyimpan daya (energy storage), serta industri-industri lain yang tak kalah penting untuk kemudahan umat manusia.

Begitu kompleksnya materi-materi yang harus dikuasai oleh seorang saintis dan insinyur bidang material. Hingga akhirnya kita semua tak menyadari bahwa selalu ada peran materialist (dan metallurgist) di tiap cerita kehidupan kita. Dari mulai pakaian yang melekat di tubuh, kendaraan yang kita pakai, alat tulis yang kita gunakan, alat elektronik yang menemani pekerjaan, kemasan belanja yang kita beli dari toko, bangunan rumah dan kantor, perhiasan dan aksesoris yang kita kenakan, coklat yang kita makan, kapsul yang kita konsumsi di kala sakit, dan masih banyak lagi hal-hal penting yang selalu ada di dalam tiap aspek kehidupan. Sebegitu pentingnya peran teknologi dan rekayasa material (bahan) untuk kemaslahatan hidup manusia, hingga ada kutipan tak bertuan yang selalu terngiang di kalangan saintis dan insinyur material, “there are no engineering and a better living without materials”. Disadari atau tidak, itu benar adanya.

Jadi, masih mengaku belum kenal apa itu material? Coba deh, dicek sekali lagi, barang apa saja yang kita pakai sekarang. Ada kah yang tidak terbuat dari klasifikasi-klasifikasi material di atas?

Selamat berinteraksi langsung dengan material!

#KotakAjaib

Disclaimer: mayoritas informasi yang ada pada artikel ini dapat dengan mudah ditelusuri melalui sumber-sumber dasar berupa buku, handbook, jurnal ilmiah, conference paper, dll tentang material, baik yang berbahasa Inggris maupun bahasa Indonesia. Oleh karenanya penulis sengaja tidak menyematkan tautan apapun pada artikel ini, kecuali artikel yang sebelumnya telah dirilis pada media online Kompas.Com, sehingga bisa menjadi landasan awal bagi pembaca untuk mencari tahu lebih lanjut tentang apa itu ilmu material, jika tertarik.

Pilih BanggaBangga17%
Pilih SedihSedih0%
Pilih SenangSenang0%
Pilih Tak PeduliTak Peduli0%
Pilih TerinspirasiTerinspirasi67%
Pilih TerpukauTerpukau17%

Artikel ini dibuat oleh Kawan GNFI, dengan mematuhi aturan menulis di GNFI. Isi artikel ini sepenuhnya menjadi tanggung jawab penulis. Laporkan tulisan.

Smartwach Karya Mahasiswa UI Atasi Kecanduan Internet Sebelummnya

Smartwach Karya Mahasiswa UI Atasi Kecanduan Internet

Indonesia dan Brunei (Mungkin) Saling Iri Selanjutnya

Indonesia dan Brunei (Mungkin) Saling Iri

0 Komentar

Beri Komentar

Silakan masuk terlebih dahulu untuk berkomentar memakai akun Anda.