Material Nano Komposit

Oleh :

Gina Syahvina1005120758

Dosen Pengampu : M. Sahal, S.Si., M.Si.

APA ITU MATERIAL NANO KOMPOSIT?

Merupakan sebuah susunan material yang terdiri atas blok-blok partikel homogen dengan ukuran nanometer.

Nanoparticles

Apa contoh material nano komposit di sekitar kita ?

Tulang memiliki ’’bangunan’’ nanokomposit yang bertingkat-tingkat, yang terbuat dari tablet keramik dan ikatan-ikatan organik. Partikel-partikel nanokomposit tersebut memiliki struktur, komposisi, dan sifat yang berbeda-beda. Hal ini memberikan fungsi yang beragam.

Nanokomposit dapat dianggap struktur padat dengan dimensi berskala nanometer yang berulang pada jarak antar bentuk penyusun struktur yang berbeda

•Macroscale composite structures •Clustering of nanoparticles - micron scale

• Interface - affected zones - several to tens of nanometers - gradient of properties

•Polymer chain immobilization at particle surface is controlled by electronic and atomic level structure

Nanocomposite as a Multiscale System

10 -12 s

10 -9 - 1 s

1 s - 1h

Apa keunggulan bahan Nano komposit?

Nano Komposit

Polimer

• Density yang jauh lebih rendah

• Tahan korosi• Mempunyai kerut

yang lebih rendah dari logam

• Lebih kuat dan lebih ringan

• Tahan terhadap cuaca

• Density lebih tinggi

• Tidak tahan korosi

• mempunyai kerut yang lebih tinggi

• Kuat, tetapi lebih berat

• Tidak tahan cuaca

B. Klasifikasi Nanokomposit

Nanomaterial berdimensi 0

Nanomaterial Berdimensi Satu

Nanomaterial berdimensi Dua

Nanomaterial Berdimensi Tiga

Klasifikasi Nanokomposit Berdasarkan Jenis Prosedur Sintesis;

• Penggabungan langsung dari nano ke dalam lelehan polimer atau larutan , seperti penambahan beberapa jenis oksida logam dan hidroksida matriks polimer.

• Tejadi pada generasi situ dari blok penyusun berskala nano dalam suatu matriks polimer (pengurangan ion logam pada matriks polimer) Misalnya untuk sintesis polianilin / cadmium sulfida , polianilin dilarutkan dalam larutan dimetil formamida Kemudian dimetil kadmium ditambahkan bersamaan dengan H2S yang dimasukkan kedalam larutan.

• Polimerisasi monomer dengan adanya blok penyusun berskala nano, seperti polimerisasi metil metakrilat atau stirena dalam nanopartikel ini.

• Kombinasi polimerisasi dan pembentukan blok penyusun berskala nano (untuk contoh interkalasi monomer ke dalam struktur berlapis diikuti oleh polimerisasi).

Nanokomposit Berbasis Bahan Tidak Polimer;

Nanokomposit Metal/Logam

Nanokomposit Logam/Keramik

Nanokomposit Keramik/Keram

ik

Nanokomposit Metal/Logam Nanopartikel bimetalik baik dalam bentuk paduan atau core-shell struktur atau sedang diselidiki secara mendalam karena peningkatan sifat katalitik dan perubahan sifat optik / elektronik yang berkaitan dengan individu, logam yang terpisah. Hal ini dipolutasikan karenan ketertarikan sifat fisiko-kimia mereka, hasil dari kombinasi dari dua jenis logam dan struktur halus mereka.

Nanokomposit Logam/Keramik Komposit jenis ini, sifat listrik, magnetic, kimia, optis dan mekanis dari kedua dasa ini dikombinasikan. Pengurangan ukuran komponen menjadi ke skala nano mengjasilkan peningkatan sifat yang disebutkan diatas dan mengarah ke aplikasi baru. Teknik-teknik polimer sebelumnya menawarkan kekerasan yang beragam pada material komposit ini untuk membuktikan seuatu bahawan material inert dan bahan matrik keramik yang keras.

Nanokomposit Keramik/Keramik Nanokomposit keramik dapat memmecahkan masalah kerusakan yang disebabkan oleh rekahan pada implant sendi buatan; sehingga hal ini akan memperpanjang pergerakan pasoan dan dapat mengurangi tingginya biaya operasi. Penggunaan Nanokomposit zirconia alumina yang dikeraskan dapat membentuk keramik/implant keramik yang berpotensi digunakan lebih dari 30 tahun lamanya 

Nanokomposit Berbasis Bahan Polimer

Nanokomposit Polimer/Keramik

Nanokomposit terdiri dari lapisan keramik tunggal (ketebalan 1 nm) yang tersebar homogen dalam materik secara terus-menerus. Lapisan dasar keramik cenderung untuk menyesuaikan diri secara sejajar satu dengan yang lainya karena adanya interaksi dipol-dipol. Tulang alami adalah Nanokomposit tulang yang terdiri dari 30% bahan matrik (kolagen) dan 70% mineral berukuran nao (hidrosiapatit).

Nanokomposit Polimer

Organic/Anorganik

Nanokomposit polimer logam menarik perhatian karena sifat unik dari kelompok logam yang tersebar dalam matrik polimer. Ukuran khas kelompok logam adalah sekitar 1-10 nm. Sifat kelompok dan nanopartikel (celah pita, sifat spectral, electron dan perpindahan electron) sangat berbeda dari bahan bagian terbesar dan dari bahan molekul atau atau atom tunggal. Ukuran dan buturian-butiran bergantung pada pergerakan atom logam pada permukaan polimer. Seperti contoh, pada kasus polymethymethaacrylite (PMMA), polimer yang berukuran besar bergantung pada jumlah ikatan silat pada polimer, yang jelas perubahan pergerakan atom logam

Nanokomposit Polimer Organic/Anorganik

Campuran

Bahan organic dan anorganik hibrida tidak hanya campuran fisik, namum dapat didefenisikan secara luas sebagai Nanokomposit dengan komponen organic dan anorganik yang bercampur secara erat. Sesungguhnya, hibrida yang baik adalah jika sistem homogeny berasal dari monomer dan dapat bercampur pada bahan organic/ anorganik. Komponen atau sistem heterogen (Nanokomposit) dimana setindaknya salah satu komponen memiliki ukuran skala nanometer

Nanokomposit Polimer/Berlapis Silika

Nanokomposit polimer/berlapis silica merupakan material yang menarik minat cukup besar dalam penelitian dibidang ilmu pengetahuan polimer. Dalam beberapa tahun terakhir, Nanokomposit polimer/berlapis silica telah menarik minar yang besar dan baik dalam industry dan akademisi, karena bahan ini menunjukkan peingkatan luar biasa dalam bahan/material jika dibandingkan dengan polimer murni dan makro konvensional dan komposit. Hactorite and montmorillonite adalah smekite jenis lapis silica yang paling umum digunakan untuk penyusunan Nanokomposit

Nanokomposit Polimer/Polimer

Polimer adalah bahan material yang sebelumnya berada dibawah tekana untuk diubah menjadi suatu kepingan dan yang memiliki sifat tertentu. Celah antara bagian penyusun co-polimer dengan perakiran sendiri dan plastic berstruktur nano yang berkombinasi masih belum dapat dijeaskan karena sifat nya yang semakin sempit. Campuran dari beberapa polimer beda fasa seringkali terpisah, bahkan ketika monomernya bercampur secara merata.

Biokomposit

Biokomposit adalah Logam dan logam panduan yang digunakan dalam ortopedi, kedokteran gigi dan aplikasi untuk memuat beban lainnya. Keramik yang digunakan dengan mengutamakan kesua sifat kimia yakni sifat kimia inat atau berbioaktivasi tinggi; semua polimer yang digunakan untuk pengganti jaringan lunak dan digunakan untuk berbagai aplikasi bebas structural lainnya. Komposi alami terjadi didalam diri kita semua. Kolagen yang sangat melimpah dan beragam dengan lebih dari 14 jenis yang telah ditemukan. Semua variasi dibentuk dari molekul tropo-kolagen yang elastis.

PEMBUATAN NANOKOMPOSIT

Pembuatan material Nanokomposit dapat dilakukan dengan melakukan pendekatanpendekatan yang mudah dan kompleks. Salah satunya adalah menggunakan pendekatan simple mixing. Dalam metode ini, peningkatan kekuatan mekanik material terjadi akibat penambahan nanopartikel SiO2 pada epoxy resin. Permukaan nanopartikel yang sangat luas berinteraksi dengan rantai polimer, sehingga mereduksi mobilitas rantai polimer. Interaksi ini meningkatkan kekuatan mekanik komposisit tersebut jauh di atas kekuatan polimer itu sendiri. Hasil yang diperoleh adalah material yang ringan dengan kekuatan tinggi. Makin banyak jumlah SiO2 yang dimasukkan, kekuatan material Nanokomposit juga bertambah sampai titik kritisnya

Nano Komposit

Soft body armor umumnya sekarang terbuat dari serat aramid (aramid fibres). KEVLAR

How it works??

Satu lapisan Kevlar tebalnya kurang dari 1 mm , umumnya standar baju terdiri hingga 32 lapisan dan beratnya bisa mencapai 10 kg.Aramid adalah kependekan dari kata aromatic polyamide.

Aramid memiliki struktur yang kuat, alot (tough), memiliki sifat peredam yang bagus (vibration damping) , tahan terhadap asam (acid) dan basa (leach) dan selain itu dapat menahan panas hingga 370°C, sehingga tidak mudah terbakar.Karena sifatnya yang demikian, aramid juga digunakan di bidang pesawat terbang, tank, dan antariksa (roket).Produk yang dipasarkan dikenal dengan nama Kevlar. Kevlar memiliki berat yang ringan, tapi 5 kali lebih kuat dibandingkan besi

PRINSIP KERJA

Batas maksimal penekanan kedalam tidak boleh lebih dari 4,4 cm (44 mm).  Jika batasan tersebut dilewati, maka pengguna baju akan mengalami luka dalam (internal organs injuries), yang tentunya akan membahayakan keselamatan jiwa.

Thank You