10 Material Ajaib

Scientific Advisory Board member Michael Anissimov melaporkan 10 material ajaib di muka bumi ini.

1. Aerogel

Aerogel memegang 15 entri dalam Guinness Book of Records, lebih dari materi lain. Kadang-kadang disebut “asap beku”, aerogel dibuat oleh pengeringan gel cair superkritis alumina, chromia, oksida timah, atau karbon. Inilah yang membuat 99,8% terlihat semi-transparan.

Aerogel adalah insulator yang fantastis kalo memiliki perisai dari aerogel, agan dapat dengan mudah dapat mempertahankan diri dari suatu entah itu api ataupun peluru.

2. Karbon nanotube

Carbon nanotubes adalah rantai karbon yang diikat secara bersama-sama dengan ikatan terkuat dalam semua kimia. Carbon nanotubes banyak memiliki sifat-sifat fisik yg luar biasa, termasuk transportasi elektron balistic, satu-satunya substansi yg digunakan adalah untuk membangun ruang lift. Kekuatan spesifik karbon nanotube 48.000 kN · m / kg, yang terbaik dari bahan dikenal, dibandingkan dengan tinggi baja karbon 154 kN / kg. Itu 300 kali lebih kuat dari baja. Agan bisa membangun menara ratusan kilometer tinggi dengan itu.

3. Metamaterials

Metamaterials telah digunakan untuk menciptakan invisibility cloak microwave, 2D jubah Gaib, dan bahan-bahan dengan sifat optik lainnya yang tidak biasa.Beberapa metamaterials memiliki indeks bias negatif, properti optik yang dapat digunakan untuk membuat “Superlenses” yang menyelesaikan fitur-fitur yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk gambar mereka! Teknologi ini disebut imaging subwavelength. Metamaterials akan digunakan dalam optik array bertahap, sebuah teknologi yang bisa membuat hologram sempurna pada tampilan 2D. Hologram ini akan begitu sempurna sehingga Anda dapat berdiri 6 inci dari layar, melihat ke dalam “jarak” dengan teropong, dan bahkan tidak menyadari itu hologram.

4. Berlian Massal

Diamond merupakan bahan konstruksi yang ideal – ini sangat kuat, ringan, terbuat dari unsur karbon banyak tersedia, hampir lengkap konduktivitas termal, dan memiliki antara leleh dan titik didih tertinggi semua bahan. Dengan memperkenalkan jejak kotoran, Anda dapat membuat berlian hampir setiap warna yang Anda inginkan. Bayangkan pesawat jet, dengan ratusan ribu bagian yang bergerak yang terbuat dari mesin berlian menyempurnakan. Kerajinan tersebut akan lebih kuat daripada pesawat tempur terbaik saat ini dengan cara F-22 adalah lebih baik daripada Red Baron Fokker Dr.1.

5. Bulk fullerene

Diamonds mungkin kuat, tapi nanorods diamond (Fullerene Amorf) ini lebih kuat. Fullerene Amorf memiliki bulk modulus isotermal 491 gigapascals (GPa), dibandingkan dengan 442 berlian’s GPa. Seperti yang kita lihat dalam gambar, struktur berskala nano dari Fullerene memberikan penampilan yang berwarna-warni itu indah. Fullerene dapat dibuat secara substansial lebih kuat dari berlian, tetapi untuk biaya energi yang lebih besar. Setelah “” Diamond Umur transisi kita akhirnya bisa ke “Fullerene Umur” sebagai teknologi kami mendapatkan bahkan lebih canggih.

6. Logam amorf

Logam Amorf, juga disebut gelas metalik, terdiri dari logam dengan struktur atom tidak teratur. Amorphous Metal dapat dua kali sekuat baja. Karena struktur teratur, mereka memiliki energi dengan dampak yang lebih efektif dari kristal logam yang memiliki poin kelemahan. Amorf logam dibuat menggunakan pendingin logam cair. Amorf logam mungkin akan digunakan sebagai senjata atau meregenerasi peralatan tempur. Di sisi lain, logam amorf memiliki sifat elektronik yang meningkatkan efisiensi daya sebanyak 40%, menyelamatkan ribuan ton emisi bahan bakar fosil.

7. Superaloy

Superalloy adalah istilah umum untuk sebuah logam yang dapat beroperasi pada suhu yang sangat tinggi, sampai sekitar 2000 ° F (1100 ° C). Sangat populer untuk digunakan di bidang turbin superhot mesin jet. Dan lebih banyak digunakan untuk desain oksigen maju, seperti Ramjet dan Scramjet.

8. Metal foam

Metal Foam adalah apa yang agan dapatkan ketika agan menambahkan foaming agent, bubuk hidrida titanium, cairan aluminium, lalu biarkan dingin. Hasilnya adalah zat yang sangat kuat yang relatif ringan, dengan 75-95% ruang kosong. Karena rasio menguntungkan kekuatan-ke-beratnya, busa logam telah diusulkan sebagai bahan konstruksi untuk koloni ruang. Beberapa bentuk logam sehingga cahaya yang mengambang di air, yang akan membuat mereka sangat baik untuk membangun kota-kota mengambang.

9. Transparent alumina

Transparan alumina memiliki kekuatan tiga kali lebih kuat dari baja. Jumlah aplikasi untuk ini sangat besar. Bayangkan sebuah pencakar langit seluruh atau sebagian besar arcology dibuat dari baja transparan. Langit masa depan bisa lebih tampak seperti serangkaian titik mengambang hitam (kamar pribadi buram) daripada monolit saat ini.

10. E-textiles

E-tekstil, juga dikenal sebagai tekstil elektronik, kain yang memungkinkan komputasi, komponen digital dan elektronik harus tertanam di dalamnya. Bagian dari perkembangan teknologi dpt dipakai, disebut juga sebagai pakaian atau pakaian cerdas yang memungkinkan untuk menggabungkan elemen built-in teknologi dalam tekstil dan pakaian sehari-hari. Meskipun bukan merupakan bagian dari bentuk mainstream fashion, popularitas meningkat dan penelitian lebih lanjut yang diperuntukkan untuk itu.

Carbon Nano Tube , Material Ajaib Futurisitis

Ilmuwan dunia diam-diam telah menemukan sebuah material ajaib baru, material berukuran nano yang 100-200 kali lebih kuat dari baja dan kevlar, dan lebih keras dari intan. Tidak itu saja, tapi juga 10 kali lebih ringan, fleksibel seperti plastik, dan menghantarkan listrik lebih baik bahkan dari tembaga. Material ini dinamakan Carbon Nanotube, atau Tabung Nano Karbon.

Ini adalah impian semua ilmuwan untuk masa depan, penemuan baru yang efeknya akan sangat revolusioner.  Mobil dan pesawat masa depan akan berbadan jauh lebih kuat tapi lebih ringan, dan juga akan menjadikannya irit bahan bakar. TV, LCD dan layar komputer juga akan jadi lebih baik, lebih tahan panas, dan lebih murah.

Dalam kemiliteran, ini bisa dipakai untuk lapisan pelindung tank atau pesawat tempur yang lebih kuat, bahkan seragam anti peluru yang sangat ringan. Tabung Nano karbon yang superkuat ini juga akan memungkinkan dibangunnya struktur bangunan yang sangat futuristis seperti Space Elevator, Tangga Luar Angkasa. Elevator ini menghubungkan secara langsung bumi dengan stasiun ruang angkasa ratusan kilometer di orbit Bumi.

Tabung nano karbon pada dasarnya adalah lembaran atom Karbon super tipis yang tersusun dalam bentuk hexagonal, dan dilipat dalam bentuk tabung. Salahsatu varian komposisi material ini adalah Buckypaper, dari nama penemu bentuknya, Richard Buckminster ("Bucky") Fuller. Material ini berukuran Nano, ukuran super kecil sepersemilyar meter. Seandainya rambut manusia dibelah 50.000 kali, itulah ukuran Nano.

Lho ? Lalu bagaimana kita bisa melihat atau memanipulasi materi sekecil itu? Mudah, kita melihatnya dengan mikiroskop super canggih seperti Mikroskop Gaya Atom (Atomic Force Microscope, AFM). Saat ini tantangan terbesarnya adalah harganya yang masih mahal. Tentu saja karena masih dalam tahap awal. Tapi dengan penelitian yang intensif, biaya pembuatannya akan bisa makin efisien. Dan bila sudah bisa diproduksi secara masal, maka harganya sudah akan bisa menjadi murah.

Dan saat itu, seluruh benda di dunia mungkin sudah akan menggunakan material ajaib ini. Material yang lebih kuat dari baja dan lebih keras dari intan. Fleksibel, dan ringan. Tabung Nano Karbon. (http://imperiumindonesia.blogspot.com/2008/09/tabung-nano-karbon-material-ajaib.html)

Biomaterial (Kedokteran Abad Nano)

Penggunaan material asing di dalam tubuh manusia bukan hal baru. Material asing itu berguna untuk membantu menjalankan beberapa fungsi tertentu organ tubuh. Istilah cangkok tulang � misalnya kalau tulang kaki Anda ratak karena kecelakaan atau yang lebih sederhana, lensa kontak mata, adalah contoh paling dekat dari penggunaan material asing. Contoh paling gres adalah penggunaan material logam (paduan NiTi) sebagai jaring-jaring kawat pembuka saluran darah.

Alat ini dikenal sebgagi peranti stent bagi para pasien penyakit jantung yang pembuluh darahnya tersumbat jaringan lemak. Alat stent ini terbuat dari logam (karena diperlukan sifat keuletan dan kekuatannya) dalam bentuk semacam pipa yang bekerja sebagai penguat saluran darah alami dalam menahan beban jaringan lemak disekitarnya. Agak jerih rasanya kalau kita membayangkan adanya sepotong jaring-jaring logam di dalam pembuluh darah arteri kita � biasanya cukup dekat lokasinya dengan organ jantung kita. Tapi begitulah pesatnya kemajuan teknologi dan penggunaan biomaterial kita di dunia kedokteran sekarang ini dalam rangka menyembuhkan manusia dari masalah-masalah jasmaninya.

Penggunaan bomaterial � yang didefinisikan sebagai material buatan manusia yang didesain khusus untuk berinteraksi dsan berintegrasi dengan sistem biologi manusia � semakin lama akan semakin canggih. Jangan pula kaget, alat tersebut semakin mendekati fungsi dan cara kerja jaringan biologi alami. Para ahli nanoteknologi dan rekayasa molekuler sekarang ini mulai mengerti mekanisme kerja jaringan tubuh pada level strukturalnya yang paling mendasar � molekul dan atom-atomnya. Ini memungkinkan mereka meniru dan membuat jaringan kulit artifisial. Biometerial juga akan semakin pintar. Mereka akan bisa mendeteksi adanya sel tertentu dan mengubah responnya secara khusus terhadap sel tersebut. Ini akan sangat bermanfaat untuk pemberantasan sel penyakit kanker. Teknik ini akan makin banyak dikenal dari dunia kedokteran sebagai targetted chemotherapy, atay sederhananya terapi kimia yang tidak hantam kromo.

Mendiang ayah saya menghembuskan nafas terakhir setelah hampir setengah tahun memerangi sel-sel kanker. Hanya sebagian kecil jaringan liver yang masih baik, yang ketika itu membuatnya masih tetap bertahan dan berjuang memerangi penyakit. Tapi, sayang, terapi kimia yang dijalani penderita kanker, selain membunuh sel-sel penyebab penyakit kanker, juga merusak jauh lebih banyak lagi sel-sel tubuh yang baik di sekitar sel-sel kanker tersebut. Itu sebabnya, sampai saat ini umumnya penderita kanker yang diterapi kimia akam mengalami penurunan secara drastis kkondisi/stamini tubuhnya. Kondisi tubuh Ayah menurun drastis sampai akhirnya beliau masuk dalam keadaan koma sampai akhir hayat.

Terapi kimia hantam kromo ini akan berubah ketika para periset biomatrial bisa �membungkus� zat kimia pembunuh sel-sel kanker dengan sebuah jaringan biomaterial pintar yang hanya akan luruh ketika bersentuhan dengan sel-sel kanker dengan sebuah jaringan biomaterial pintar yang hanya akan luruh ketika bersentuhan dengan sel-sel kanker, yang kemudian memungkinkan terbunuhnya sel-sel kanker tersebut, tapi tidak sel-sel yang baik disekitarnya. Sel-sel tubuh yang baik dengan desain biomaterial terapi kimia terseleksi ini akan terlindungi dari racun pembunuh sel kanker.

Kunci penggunaan biometerial ini adalah pertemuan (interface) antara permukaan (surface) biomaterial dan permukaan jaringan tubuh alami kita. Para ahli juga menyadari bahwa ternyata sebagian besar repons biologis dari jaringan tubuh terhadap adanya materail asing disekitanya hanya ditentukan oleh karakteristik permukaan dari material asing tersebut, dan bagaimana pertemuannya dengan jaringan biologi alami. Inilah salah satu sebabnya bidang biomaterial ini banyak mendapatkan kontribusi dari para ahli rakayasa material. Para periset dan pengembangh dibidang ini punya keahlian untuk memanipulasi sifat permukaaan sebuah material (surface properties) terpisah dari sifat badannya (bulk properties).

Mengambil contoh dari rekayasa material teknik yang labih klasik, kondisi kerja turbin mesin jet pesawat terbang, misalnya, mengharuskan permukaan komponen turbin yang keras dan tidak mudah haus. Pada saat bersamaan, bdan komponen turbin ini harus ulet dan tahan beban dinamik. Dua kelompok sifat materia ini sebenarnya bertolak belakang secara prinsip, tapi dengan manipulasi struktur atom-atom dari permukaan komponen turbin ini terpisah dari struktur atom badan, kita ternyata bisa punya kedua-dua karakteristik material yang diinginkan.

Prinsip rakayasa material ini banyak diterapkan untuk aplikasi peranti kedokteran. Nanoteknologi juga baru-baru ini memberikan solusi elegan dalam dunia rekayasa permukaan material. Perusahaan nanoteknologi terkemuka Nanosys, yang bermarkas di Palo Alto, tak jauh dari rumah kampus tempat kami tinggal, menemukan bahwa metal dengan permukaan yang ditumbuhi oleh nanwires mkolekul-molekul tertentu dapat dibuat untuk memiliki sigat dari mulai yang sangat takut air sampai yang super ramah dengan air. Hal ini signifikan karena selama ini untuk mengubah karakteristik permukaan metal secara drastis sangat sulit. Permukaan metal yang anti-airt tentunya akan sangat berguna, karena ingat saja: metal + air = masalah korosi.

Sejauh ini, aplikasi biomaterial yang kita bicarakan terbatas pada rekayasa/modifikasi meterial artifisial. Tapi mungkin tidak akan terlalu lama lagi aplikasi rekayasa biomaterial yang paling menjanjukan adalah tissue engineering � pengembangbiakan aringan tubuh. Ide dasarnya sangat sederhana. Pada awalnya, bayi di kandungan ibu adalah sebuah sel jaringan tapi dari sepotong sel yang sama ini tumbuh berbagai organ tubuh (tulang, otot, jaringan liver, sampai rambut dan kuku jari). Alamlah yang melakukan proses natural rekayasa jaringan tubuh.

Nah sekarang bayangkan jika manusai sudah menguasai rahasia biologi tubuh manusia sampai ke strutur paling mendasar. Bukan tidak mungkin, manusai mampu merekayasa jaringan tertentu dari tubuh. Inilah konsep yang terenal melalui sebutan stem cell research (riset sel induk � sel pemula kehidupan manusia).

Banyak kintroversi tentunya disekitar konsep baru ini, mulai secara filosofi (manusai memainkan peran Tuhan), etika (mirip dengan jual beli organ tubu manusia), sampai aspek hukum (menggunakan sel induk itu pada dasarnya adalah membunih salon mahkluk hidup/manusia, itu tindak kriminal?). Tapi jangan lupa pada sisi baiknya. Bahwa jaringan liver yang gagal katerna kanker, misalnya, bisa digantikan oleh jaringan liver yang baru. Lantaran pada dasarnya jaringan baru ini berasal dari stem cell yang sama dari orang tersebut, maka secara teoritis, sistem internal tubuh tidak akan menganggap jaringan baru ini sebagai benda asing, sehingga tidak akan menyebabkan komplikasi medikal yang berbahaya.

Dan mengingat kegagalan jaringan adalah sebab dasar sebgaian besar angka kematian manusia (mulai paru-paru yang dirusak tembakau, pembuluh darah arteri yang erlalu berat menahan beban lemak, sampai degradasi sel-sel otak seperti pada penyakit orang tua pikun (parkinsons disease dan alzheimers), bisa kita bayangkan dampak positif yang besar dan mendasar sekali dari rekayasa jarngan stem cell ini untuk kehidupan manusia dan kehidupan masyarakat.

Abad yang baru ini adalah abad biologi. Kemajuan iptek di empat bidang, secara khusus, akan mengubah wajah manusia dan peradaban manusia di akhir abad ke-21 ini � infotek, biotek, nanoteknologi, dan ilmu jaringan otak. Revolusi teknologi informasi sudah bukan barang asing lagi. Revolusai bioteknologi diawali dengan selesainya proyek human genkome, yang memberikan kita bukan hanya program binari (0 dan 1 seperti pada teknologi informasi/komputer), tapi kode genetika berbasis 4 (A,T, C dan G) sebagai balok-balok lego pembangunan kehidupan manusia.

Revolusi nenoteknologi akan memungkinkan manusia merekayasa apa pun pada level atomik atau molekuler; biomateria! Dan revolusi di neural networks pada gilirannya akan memungkinkan manusia mengarakterisasi, tidak hanya sistem biologis, melainkan juga sistem psikologis/pikiran/kejiwaan/inteligensia. Kemajuan masing-masing bidang iptek ini akan mempercepat revolusi di bidang lain. Sebagai contoh: otak manusia tidak bisa menghitung secepat dan seefisien komputer, tapi otak manusia jauh lebih superior dalam mengenali wajah sesama manusia (umumnya kita perlu kurang dari satu detik saja untuk mengenali wajah teman kita di tengah kerumunan orang banyak di shopping mall, misalnya).

Jika kita berhasil mengetahui bagaimana cara kerja jaringan sel-sel otak manusia dalam proses mengenali wajah ini, misalnya, kita bisa menggunakan algoritma yang sama supaya mobil Anda bisa mengenali Anda dan membukakan pintu buat Anda, atau supaya mesin ATM mengetahui bahwa yang membuka account bank Anda adalah Anda sendiri, bukan orang lain yang bermaksud jahat! Semoga generasi muda Indonesia bisa semakin menyadari pentingnya penguasaan iptek. Terutama iptek biologi diabad yang baru ini. Selain untuk kepentingan umat manusia, juga untuk survivla bangsa Indonesia di kompetisi antar-bangsa di dunia di masa yang akan datang. (nurcahyo)

sumber :