Perkembangan Rekayasa Bahan dan Pengaplikasiannya

Ilmu bahan merupakan ilmu yang sangat luas. Hampir semua yang pernah kita temui berhubungan langsung dengan yang namanya bahan/material. Oleh sebab itu semenjak rekayasa terhadap material yang ada di bumi ditemukan, sejak itu pula ilmu ini berkembang pesat. Banyak contoh saat ini yang menggunakan aplikasi dari teknologi bahan yang telah berkembang saat ini. Seperti misalnya superkonduktor, ditemukan pada tahun 1911 oleh fisikawan Belanda yang bernama Heike Kamerlingh Onnes. Dengan ditemukannya superkonduktor membuat pekerjaan menjadi lebih mudah khususnya tentang distribusi energi listrik dari satu tempat ke tempat yang lain. Namun masih terdapat masalah pada saat itu yaitu membutuhkan keadaan suhu yang sangat dingin untuk mendapatkan suatu material bersifat superkonduktif. Seiring dengan berjalannya waktu mulai ditemukan bahan lain yang bersifat superkonduktor dengan suhu yang lebih tinggi lagi daripada sebelumnya. Dengan demikian membuka peluang untuk komersialisasi superkonduktor karena kondisi yang mulai memungkinkan. Setelah penemuan sifat superkonduktif bahan ditemukan lagi sifat yang menyertainya. Pada tahun 1933 Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor akan menolak medan magnet. Efek  ini, yang kemudian disebut efek Meissner, sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena ditolak oleh superkonduktor. Dengan bertambahnya satu penemuan lagi merintis upaya pembuatan kereta maglev, yaitu kereta yang melayang diatas magnet superkonduktor. Dengan melayang, maka gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat berjalan dengan sangat cepat. Aplikasi pemanfaatan superkonduktor lain yang telah diterapkan secara nyata adalah pada generator, superkomputer dan tentu saja kabel. Apa yang dapat dilakukan oleh Laboratorium Rekayasa Bahan menurut saya adalah mencari material lain yang dapat digunakan sebagai superkonduktor dengan bahan yang mudah ditemui di lingkungan sekitar dengan mempertimbangkan ilmu kimia yang ada. Dengan mempelajari bahan lain yang sudah ada, kita dapat menentukan bahan lain yang bisa digunakan serta memprediksi suhu yang mungkin untuk mencapainya.

Nanoteknologi adalah perkembangan ilmu bahan tingkat lanjut, karena di dalamnya dipelajari materi yang berukuran sangat kecil dengan ukuran nano. Nanopartikel termasuk bagian ilmu nanoteknologi, dengan materi yang berukuran sangat kecil nanopartikel mempunyai sifat yang berbeda dengan partikel yang berukuran lebih besar. Ukuran yang kecil mempengaruhi sifat kimia yang ada seperti contoh akibat ukurang yang sangat kecil luas permukaan yang dimiliki nanopartikel lebih besar daripada material utuh yang memilki berat yang sama, hal ini menyebabkan reaksi kimia yang terjadi menjadi lebih reaktif sehingga dapat dimanfaatkan untuk mengambil keuntungan dari reaktifnya reaksi kimia tersebut. Beberapa keuntungan diantaranya adalah melalui sifat elektrik dari nanopartikel yang memilki kemampuan menyimpan energi lebih banyak, contoh pada penggunaan nanokristalin pada baterai yang membutuhkan sedikit recharging dan memilki masa hidup yang lebih lama. Melalui sifat magnetik, nanopartikel mempunyai daya magnetis yang lebih kuat daripada materi utuh yang sama, contoh pada alat MRI untuk keperluan diagnostik. Melalui sifat mekanis, nanopartikel mempunyai sifat kekerasan yang lebih tinggi daripada benda biasa. 

Polimer adalah salah satu ilmu yang terus berkembang. Polimer menyusun makanan kita bahkan tubuh kita, peralatan yang kita gunakan pun tersusun dari polimer. Polimer merupakan susunan rantai panjang atau pendek dari karbon yang berulang. Dengan menambahkan ikatan lain pada rantai karbon dapat membentuk polimer baru. Aplikasi nyata yang terdapat di lingkungan adalah plastik, plastik terdiri dari banyak jenis dan dikelompokkan berdasarkan jenisnya untuk berbagai keperluan. Sifat polimer yang memungkinkan untuk proses recycle memudahkan manusia untuk mengatasi persoalan limbah dari polimer, polimer tidak harus dibuang setelah pemakaiannya selesai namun dapat dimanfaatkan kembali menjadi polimer yang baru. Penelitian terus dilakukan untuk menciptakan polimer yang berguna, diantaranya adalah PVC, teflon, dakron, nilon, dan poliester adalah beberapa perkembangan teknologi polimer untuk kebutuhan manusia. Demikian juga pada baterai, polimer telah digunakan untuk menciptakan baterai pada peralatan mobile yang lebih tahan lama dan mampu menyimpan energi yang lebih banyak.  

Keramik bagi sebagian besar orang adalah  materi penyusun lantai pada rumah kediaman, namun sebenarnya teknologi rekayasa bahan khususnya keramik telah berkembang jauh. Keramik adalah padatan anorganik dan non-logam, sehingga materi penyusun keramik tidak hanya terdiri dari campuran pasir, air, dan semen, namun banyak sekali yang dapat dikembangkan dari material ini. Beberapa sifat yang menguntungkan yang dimiliki keramik adalah memiliki konduktivitas panas yang rendah, tahan korosi, keras, kuat serta mempunyai sifat kelistrikan yang bermacam-macam, keramik dapat bersifat isolator, semikonduktor hingga bersifat superkonduktor. Dengan menentukan komposisi yang tepat keramik dapat digunakan pada berbagai keperluan.