Material Inovatif

Ilmuwan selalu berusaha untuk mendapatkan material- material baru yang memungkinkan berbagai inovasi baru dapat terwujud, berikut sebagian dari material- material tersebut.

Elastic water

Ilmuwan Jepang baru- baru ini berhasil menciptakan suatu bahan yang sebagian besar terdiri dari air (95%), bening, kenyal seperti agar- agar, namun sangat elastis tidak mudah tercerai. Material
yang mampu terdegradasi oleh mikroba (biodegradable) ini memiliki potensi untuk membuat bahan pengganti plastik.

Plastic steel

Ilmuwan dari University of Michigan berhasil menemukan bahan yang mampu dibuat setipis dan sebening plastik, namun memiliki kekuatan seperti baja. rahasianya adalah 300 lapis jaringan seperti tembok berukuran nano pada polimer yang mampu larut di air.

Synthetic Moissanite

link
Mineral tiruan dari mineral langka Moissanite, dikatakan memiliki spesifikasi lebih dibanding berlian kecuali harganya, di mana kekerasannya melebihi berlian yang dianggap sebagai mineral paling keras selama ini. Moissanite menggantikan fungsi berlian yang terlalu mahal seperti untuk mata bor, penghantar panas, dan tentu saja perhiasan indah yang lebih murah.

Biodegradable plastic

courtesy of Sustainable is good
link
Saat ini mulai banyak produk yang terbuat dari biodegradable plastic, bahan yang berfungsi seperti plastik, terbuat dari zat tepung dari tumbuh- tumbuhan. Plastik ini mampu diurai oleh mikroba yang ada di lingkungan kita, sehingga tidak mengotori lingkungan dalam waktu yang lama seperti plastik konvensional.

Frozen smoke

link
Saat ini material yang bermerek dagang Aerogel iniadalah benda padat teringan di dunia. Bahan yang sangat kuat  ini memiliki potensi sebagai bahan pesawat ruang angkasa, shelter bom, dan penahan panas (mampu menahan panas hingga 1.300 derajat celsius). Bahan ini dibuat sengan cara mengekstraksi air dari silica gel, dan menggantikannya dengan gas seperti karbon dioksida.

Graphene

link and link
Material ini saat ini diklaim sebagai material terkuat yang pernah ada. Berbentuk lembaran setebal atom, terbuat dari atom karbon yang terjalin seperti sarang lebah. Material yang ditemukan oleh para peneliti di University of Manchester, Inggris dan Institute for Microelectronics Technology,  Chernogolovka, Russia ini kecuali merupakan material terkuat, mungkin juga merupakan material termahal yaitu sekitar $100,000,000/cm^{2.
Material ini memiliki potensi menggantikan silikon sebagai bahan mikroprosesor masa depan.}

Lem dari katak

Courtesy of Frogs Australia
link
Peneliti dari Australia berhasil menemukan bahan pelekat (lem) organik yang sangat kuat dari katak genus Notaden yang hidup di Australia. Lem ini dapat melekatkan berbagai benda termasuk teflon (salah satu material terlicin) sekalipun dalam kondisi lembab. Lem ini memiliki potensi sebagai pelekat pada operasi- operasi yang sulit dilakukan seperti pada operasi perbaikan lutut.

Teknik Biomedik {Biomedical Engineering (BME)}

Teknik Biomedik atau Biomedical Engineering (BME) adalah penerapan teknik pada bidang medis yang bertujuan untuk meningkatkan tingkat kesembuhan pasien dan kesehatan seseorang secara umum. BME adalah bidang yang sangat luas dengan multidisiplin ilmu yang memadukan beberapa bidang seperti : biologi, kimia, fisika, elektronika, Informatika, dll. 

Diantaranya meliputi :

· Bioinformatics, system informasi biologi, mencakup database genom, protein, dan statistiknya, dll

· Bioelectrical, mempelajari tentang listrik yang dihasilkan dalam sel

· Biomedical imaging dan biomedical optic, mempelajari tentang pencitraan medis dan alat-alat pengambilan citra tersebut.

· Biomaterial, meliputi farmasi, biologi, kimia, dan ilmu material

· Biomechanics, mekanik yang diterapkan pada ilmu biologi. Misalnya seperti peredaran darah, transportasi energi, dll

· Alat-alat instrumentasi biomedic

· Rekayasa molekul, sel dan jaringan, dll

Pembagian umum pada BME berdasarkan bidangnya :

1. Chemical engineering : biochemical, cellular-molecular-tissues engineering, biomaterial, biotransport

2. Mechanical engineering : biomechanics, biotransport, medical devices, modeling of biological system

3. Optic : biomedical optic, 3D imaging, medical imaging, medical device

4. Electrical engineering : bioelectrical, bioinstrumentation, biomedical imaging, medical device, neural engineering, bioelegtromagnetism

Beberapa pembagian disiplin ilmu dalam BME :

1. Clinical engineering : ilmu yang mempelajari tentang manajemen dan maintaining peralatan medis yang digunakan dalam sebuah rumah sakit
2. Divais medis : adalah alat-alat medis yang digunakan untuk : 
3.  · Mendiagnosa penyakit dan kondisi lain
4. · Membantu penyembuhan, pengurangan, perawatan, pencegahan suatu penyakit
5. · Mempengaruhi fungsi dari struktur tubuh yang tidak normal. Misalnya, jantung artificial, tangan palsu,dll

Alat-alat medis tersebut dapat diklasifikasi berdasarkan pembagian kelas-kelas berikut :

· Kelas I – berfungsi untuk pemeriksaan umum. Memiliki bentuk, disain dan kegunaan sederhana dan memiliki potensi luka yang kecil pada user. Misal : penekan lidah, perban elastis, alat operasi yang “handy”, dsb

· Kelas II – berfungsi untuk pemeriksaan khusus sebagai tambahan pemeriksaan umum pada kelas I. Disertai dengan kebutuhan yang special ada memiliki cara pengoperasian starndar. Mis : mesin X-ray, kursi roda bermotor, pompa infus, dll

· Kelas III – memiliki pasar yang khusus, telah di review secara scientific untuk jaminan keamanan dan efektifitasnya

3. Pencitraan medis : meliputi alat-alat yang digunakan untuk pengambilan citra medis, mis: MRI, CT scan, fluoroscopy (gambar di kanan), tomography, ultrasound, dll
4. Rekayasa jaringan. Salah satu tujuan dari rekayasa jaringan adalah untuk membuat organ artificial untuk ditransplantasi kepada pasien yang membutuhkan.

Aluminum Alloy for Aerostructure

Paduan aluminium merupakan material utama yang saat ini digunakan industri pesawat terbang komersial. Aluminium dipilih karena memiliki sifat ringan dan kekuatannya dapat dibentuk dengan cara dipadu dengan unsur lain. Permasalahan yang dihadapi adalah pemilihan jenis unsur apa yang akan dipadu dengan aluminium untuk mendapatkan karakteristik material yang dibutuhkan. Unsur paduan yang ditambahkan dan perlakuan panas (heat treatment) yang diberikan pada aluminium selama pemrosesan sangat mempengaruhi sifat paduan aluminium yang dihasilkan.

Awalnya paduan aluminium dikembangkan dengan tujuan mendapatkan material yang kuat dan ringan. Namun, seiring dengan berkembangnya kebutuhan struktur pesawat udara komersial dengan ukuran yang semakin besar, material yang dibutuhkan tidak hanya kuat dan ringan saja. Dewasa ini paduan aluminium dikembangkan untuk mendapatkan material yang kuat, ringan, usia pakai yang lama, biaya produksi rendah, toleransi kegagalan tinggi, dan tahanan korosi yang baik.

Sekitar tahun 1900 duralium, paduan aluminium dengan tembaga, magnesium, dan mangan, petama kali diperkenalkan di Jerman. Jenis ini merupakan paduan aluninium yang dapat diberi perlakuan panas (heat treatment) dan menghasilkan kombinasi kekuatan dan keuletan yang baik. Saat ini paduan ini dikenal dengan nama aluminium 2017-T4. Pesawat udara yang pertama kali memakai struktur rangka aluminium adalah Junkers F13 yang diproduksi di Jerman pada tahun 1920 dan kemudian disusul Douglas DC3 yang memakai aluminium 2024-T3. Keunggulan aluminium 2024-T3 adalah memiliki tahanan fatik yang lebih baik dari versi sejenisnya.

Selama Perang Dunia II, Paduan Aluminium dengan dengan kekuatan tinggi diperkenalkan. Paduan ini disebut aluminium 7075-T6 yang merupakan paduan aluminium, seng, magnesium, dan timah. Karena kekuatannya yang tinggi, paduan ini banyak dipakai pada struktur pesawat tempur saat itu. Versi modifikasinya, alumunium 7178-T6, berhasil dikembangkan dan diterapkan pada pesawat terbang komersial Boeing-707. Namun, pemakain aluminium 7178-T6 ini tidak dilanjutkan oleh Boeing karena bermasalah pada daya tahan dan toleransi kegagalan.