Dalam kehidupan manusia penggunaan bahan/ material untuk mendukung kebutuhan merupakan hal-hal yang tidak dipisahkan. Mulai dari penggunaan kayu, batu, perunggu sampai abad sekarang yang sudah mengganakan material-material yang “canggih”. Eksplorasi untuk menggali jenis-jenis material yang sesuai dengan kebutuhan tetap digalakkan, hasilnya adalah material-material unggul dalam berbagai segi, misalkan logam kuat dan ringan, plastik yang dapat didaur ulang atau keramik tahan panas hingga suhu ribuan derajat celcius.
Secara umum berdasarkan struktur serta komponen penyusunnya, material terbagi atas :
- Logam merupakan jenis material yang sangat meluas penggunaannya. Memiliki sifat daya hantar panas dan listrik yang baik, disamping memiliki ketangguhan (tough) serta sifat bahan yang “ulet” (ductile) sehingga dapat dibentuk melalui proses penempaan. Ikatan logam yang terbentuk antara atom-atom logam memberikan kontribusi terhadap karakter logam yang memiliki daya hantar panas, listrik yang baik juga memberikan sifat yang ulet pada logam . Logam sangat umum digunakan dalam bidang konstruksi, manufaktur otomotif atau penerbangan. Kelihatannya penggunaan logam sudah sangat menyatu dalam kehidupan masyarakat manusia. Bidang ilmu yang mempelajari bidang pengolahan logam dan keterkaitannya adalah bidang metalurgi.
Kekurangan logam salah satunya adalah dapat mengalami proses korosi atau mengalami karat. Logam akibat pengaruh lingkungan, temperature, tekanan ataupun pH dapat mengalami degradasi membentuk ion-ion logam/ oksida-oksida logam yang biasa kita sebut sebagai “karat”. Logam umumnya dihasilkan melalui proses ekstraksi ataupun elektrolisis bijih-bijih logam yang ditambang. Dalam industri umum juga digunakan material berbahan dasar paduan logam, yang biasa disebut sebagai alloy. Paduan logam tersebut merupakan hasil perpaduan beberapa jenis logam untuk menghasilkan sifat-sifat yang lebih baik misalkan lebih kokoh, lebih tahan korosi atau memberikan kilap.
- Plastik atau bahasa kerennya Polymer. Merupakan material yang sangat umum kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Polymer merupakan “makromolekul”, molekul yang besar yang merupakan gabungan satuan-satuan molekul yang membentuk ikatan-ikatan kimia. Poly= banyak, Mer = satuan. Polymer umumnya tersusun atas molekul-molekul organik yang terbangun terutama dari atom-atom karbon (C ), hydrogen (H), oksigen (O), Nitrogen (N).
(-CH2-CH2-)n
contoh struktur polymer polyethylene, yang terdiri atas monomer etilen, notasi ”n” merupakan derajat polimerisasi yang menunjukkan angka monomer yangs saling terikat
Polymer umumnya disintesis dari seyawa-senyawa hidrokarbon dari gas alam atau minyak bumi. Karakter utama Polymer adalah berfungsi sebagai isulator (penghambat panas dan listrik yang baik), memiliki kekenyalan dan elastisitas yang tinggi. Penggunaan material polymer cukup meluas mulai dari ember (polyethylene) sampai rompi anti peluru (Kevlar © sejenis Polyamida). Berdasarkan karakter Polymer terhadap pengaruh suhu, polymer dapat diklasifikasikan menjadi :
o Polymer thermoplas, yaitu polymer yang dapat memuai jika mengalami pemanasan, contoh thermoplas adalah : polyethylene, polypropylene. Umumnya polymer thermoplas bersifat elastis dan tidak tahan suhu tinggi.
o Polymer thermoset, biasa disebut resin dalam bahasa sehari-hari merupakan polymer yang tidak mengalami pemuaian/ deformasi saat dipanaskan sampai batas suhu tertentu (Tc), jika melewati suhu tersebut polymer thermoset akan terurai. Karakter ini terbentuk dari banyaknya ikatan-ikatan silang dalam polymer sehingga membentuk ikatan 3 dimensi yang kaku dan kuat. Umumnya polymer jenis ini memmiliki kekuatan (toughness) dan kekakuan (stiffness) yang baik serta tahan suhu panas, contohnya adalah : polycarbonate.
- Keramik..mendengar kata keramik mungkin yang terbayang adalah lantai, cangkir dan berbagai peralatan pecah belah. Padahal ternyata istilah keramik memiliki cakupan luas. Istilah keramik secara kimia mencakup oksida-oksida logam ataupun senyawa-senyawa nitride atau karbida. Istilah keramik berasal dari istilah yunani (keramos = yang berarti tanah yang dibakar). Umumnya material keramik memilki sifat isulator yang baik, sifat kaku (stiff) dan getas disamping memiliki sifat yang kokoh (tough), tahan terhadap korosi secara kimia.
Keramik memiliki daya tahan terhadap temperatur yang tinggi, sehingga sangat umum digunakan sebagai bahan-bahan refractory. Aplikasi material keramik misalkan jika anda melakukan praktikum kimia gravymetri pasti akan menggunakan cawan yang dibuat dari keramik (cruz). Pesawat ulang alik luar angkasa seperti Challenger, Columbia (kedua-duanya sudah meledak akibat kecelakaan) didesain dengan lapisan luar pesawat diselubungi keramik berbentuk blok-blok untuk melindungi terhadap saat pergesekan dengan atmosfir. Bahan-bahan superkonduktor untuk menghasilkan medan magnet yang tinggi menggunakan material-material keramik golongan oksida Ytrium (Y) dan Tembaga (Cu). Contoh bahan keramik adalah Alumina (Al2O3), Silika (SiO2), Karbon Nitrida (CN).
Selain oksida-oksida logam, material gelas dan karbon dapat digolongkan juga dalam kategori keramik.
Pada abad XXI ini pengembangan material cenderung mengarah pada material yang ramah lingkungan (biodegradable polymer), Komposit serta material cerdas (smart material).
Smart material merupakan material yang memiliki karakter adaptasi terhadap pengaruh atau stimulan dari luar, sensor-sensor dalam alat-alat elektronik merupakan contoh smart material. Material tersebut mampu mengubah parameter-parameter tertentu seperti konsentrasi ion H+ (untuk elektroda) atau intensitas gelombang (untuk spektrofotometer) menjadi arus listrik yang dikonversikan menjadi satuan yang dapat diukur. Komposit merupakan gabungan beberapa jenis masterial yang tidak saling “melarut” menghasilkan efek sinergi dan kombinasi masing-masing sifat material sehingga menghasilkan sifat material yang baru, umumnya komposit memiliki sifat yang kaku, kuat tapi ringan comtoh mudah misalkan raket bulu tangkis atau raket tennis lapangan yang dibuat dari komposit karbon diperkuat serat karbon.
Pengembangan material akan senantiasa terus berlangsung dengan melibatka berbagai disiplin ilmu mulai dari teknik material, fisika, metalurgi dan tentu saja sains kimia.
