Kita telah menyaksikan film fiksi-ilmiah yang tak terhitung jumlahnya tentang masa depan. Hoverboards, elektronik ramping, sepatu yang mengikat sendiri. Semuanya tampak seperti prediksi yang mustahil, tetapi bukankah akan selalu ada sesuatu yang akan datang untuk membantu kita?

Sementara hal-hal ini mungkin tampak agak dibuat-buat, ada satu penyelamat yang dapat mendorong kita ke masa depan. Ada satu bahan sempurna yang bisa mewujudkan semua impian kita. Ini adalah bahan tertipis dan teringan di dunia, namun kira-kira 300 kali lebih kuat dari baja.

Ia menghantarkan listrik lebih cepat dari tembaga dan menghantarkan panas lebih baik daripada berlian. Materi ini dapat ditekuk, merenggang, transparan, dan tahan air. Bisa mencegah korosi dan karat, bahkan biodegradable. Yang paling penting, itu berasal dari salah satu barang rumah tangga yang paling umum ditemukan. Nama materi yang super ini adalah Graphene, demikian kabar yang dilansir dari Science ABC.

GRAPHENE 101

Manusia telah mengetahui keberadaan graphene sejak 1859. Bagaimanapun, graphene tidak lain adalah sebuah satu lembar atom karbon. Lapisan dan lembaran graphene ini menumpuk untuk membuat grafit. Ya, materi yang sama yang digunakan dalam pensil.

Namun, grafit adalah materi yang rapuh, umum, dan tidak mengesankan. Dalam hal ini, apa yang membuat graphene begitu istimewa?

Kekuatan graphene adalah bahwa materi itu adalah bahan dua dimensi pertama yang dikenal manusia. Untuk memperjelas, dua dimensi yang dimaksud adalah dari perspektif elektron, bukan manusia.

Bagi banyak orang, graphene adalah materi tiga dimensi, karena memiliki ketebalan satu atom. Namun, untuk elektron yang melewatinya, graphene adalah ‘jalan raya’ dua dimensi.

Tidak seperti grafit 3-D, tempat elektron dapat bergerak dengan cara apa pun; dalam graphene dua dimensi, gerakannya terbatas hanya pada satu arah.

Hampir 150 tahun manusia menghabiskan waktu untuk mencoba mengisolasi graphene dari grafit. Selama 150 tahun percobaan laboratorium yang berat dan sama sekali tidak ada hasil yang ditunjukkan untuk upaya tersebut. Inilah yang menyebabkan gagasan bahwa bahan dua dimensi tetap tidak stabil pada suhu ruangan. Dunia ilmiah tampaknya telah menyerah pada graphene.

Kemudian, datanglah dua ilmuwan bernama Andre Geim dan Konstantin Novoselov. Mereka membuat graphene menggunakan scotch tape.

Tak disangka, duo ini memenangi Hadiah Nobel untuk eksperimen yang cukup aneh ini. Sekarang, mengapa banyak ilmuwan bisa dengan yakin mengklaim bahwa graphene akan menjadi pertanda perubahan?

Ini adalah beberapa kegunaan potensial untuk graphene.

• Energi
  • Satu hal yang tampaknya mendasari semua teknologi adalah baterai. Baterai pada dasarnya adalah ‘penghancur pesta’ di ranah teknologi. Mereka terkuras, mati, meledak, dan tidak mungkin didaur ulang. Namun, saatnya telah tiba untuk mengucapkan selamat tinggal pada baterai yang rumit ini.
  • Graphene adalah lembaran atom datar di mana elektron dapat memperbesar dengan cepat. Karena matriks heksagonalnya yang rapi, graphene hampir tidak memiliki hambatan. Materi ini menjadikannya konduktor listrik terbaik yang pernah ditemukan. Faktanya, superkapasitor graphene akan memakan waktu sekitar 5 detik untuk mengisi daya ponsel Anda!
  • Graphene juga akan merevolusi energi matahari! Bahan yang luar biasa ini dapat digunakan untuk membuat sel surya yang lebih kuat dan lebih baik bahkan lebih mudah dan lebih murah untuk diproduksi daripada silikon yang kita gunakan saat ini.
  • Berbicara tentang penggantian silikon, graphene juga dapat digunakan untuk membuat microchip. Microchip graphene ini akan berfungsi pada frekuensi 10 kali lipat dari silikon. Nah, persoalan kelebihan panas pada komputer kita juga bisa teratasi.

• Memurnikan Air

  • Graphene juga hidrofobik, yang akan menempel pada bahan lain. Akan tetapi, ia membiarkan air melewatinya tanpa masalah ketika pori-pori mikro dibuat di dalamnya. Sifat graphene ini dapat digunakan untuk memurnikan air yang terkontaminasi dan juga dapat berguna dalam metode ‘hydraulic fracking’

  • Grafena oksida bahkan telah diketahui dapat memisahkan bahan radioaktif dari air. Tugas berbahaya dan berisiko seperti membersihkan tumpahan minyak dapat diselesaikan dengan lebih mudah dengan nanoteknologi graphene.

  • Air minum semakin hari semakin langka. Salah satu solusi yang mungkin adalah desalinisasi air laut. Graphene akan mempercepat proses ini menjadi 2-3 kali lebih cepat daripada teknologi desalinisasi komersial yang digunakan saat ini.

• Konstruksi

  Graphene juga bisa digunakan sebagai cat! Tidak hanya akan menjaga rumah kita bebas korosi dan tahan air, tetapi juga fotosensitifitasnya. Graphene bahkan dapat memberi daya pada rumah seperti kita menggunakan energi matahari. Karena potensi besar graphene sebagai konduktor, seluruh rumah dapat digunakan sebagai pengahantar. TV di langit-langit? Dinding berubah warna? Kemungkinannya benar-benar tidak terbatas.

• Kendaraan

  Mobil juga akan berkembang dengan pesat jika menggunakan nanoteknologi graphene. Menjadi bahan terkuat dan paling lentur di bumi, semua mobil dapat dibuat dari graphene. Bayangkan betapa ringannya mobil dan pesawat jet, yang bisa bergerak dengan energi matahari dari permukaan kendaraan itu sendiri. Atau, kendaraan bisa diisi ulang dengan superkapasitor graphene. Bayangkan mobil listrik yang dapat diisi daya di mana saja dalam hitungan detik! Seluruh proses akan sepenuhnya ramah lingkungan juga!

• Pengobatan

  Grafena juga dapat digunakan dalam pembangunan biosensor yang dapat mendeteksi penyakit genetik seperti Penyakit Parkinson. Karena ketipisan produk, dan fakta bahwa pada dasarnya hanya karbon, graphene juga dapat digunakan untuk rekayasa jaringan. Hal ini akan mengubah masa depan prostetik juga. Semakin kita memikirkan materi ini, semakin kita menyadari bahwa graphene mungkin saja material yang sangat ‘sempurna’.

• Elektronik

  Graphene adalah kemajuan baru yang sangat dinanti dalam industri elektronik. Layar sentuh membutuhkan konduktor sensitif untuk dapat mendeteksi sentuhan Anda. Jadi, tidak hanya dapat menggantikan microchip silikon dan baterai di perangkat elektronik kita, tetapi juga dapat menggantikan bodi eksternal.

  Jika itu tidak cukup baik, graphene juga dapat membuat perangkat ini transparan, tipis, tidak dapat dipecahkan, fleksibel, tahan air, dapat didaur ulang. Belum lagi, secara bersamaan dapat menghasilkan energi dari surya untuk mengisi daya ponsel atau perangkat kita. Kemungkinannya tidak terbatas.

  Graphene juga akan berdampak pada industri pelantang atau speaker. Diafragma yang terbuat dari satu lembar graphene akan mampu mencapai kualitas suara yang sama yang dihasilkan oleh Sennheiser termahal.

  Bahasan tadi benar-benar hanya beberapa dari segelintir ide yang ada di sekitar dunia ilmiah, medis, teknologi, dan komersial. Para ilmuwan menemukan kegunaan baru untuk graphene dari waktu ke waktu.

Sumber Artikel: nationalgeographic.grid.id

Tim Peneliti dari Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia (DTMM FTUI) mengembangkan inovasi material baterai lithium ion untuk kendaraan listrik. Material penyusun baterai yang dikembangkan terbuat dari limbah ampas kopi yang diolah menjadi grafen dan limbah batok kelapa yang diolah menjadi karbon aktif untuk ditambahkan pada material aktif anoda. Inovasi ini mampu membuat baterai yang dihasilkan memiliki bobot lebih ringan dan waktu pengisian daya yang lebih cepat. Baterai lithium ion buatan tim peneliti yang terdiri dari Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, M.Sc., Ir. Bambang Priyono, M.T., dan Nofrijon Sofyan, Ph.D., dibuat dari material Lithium Titanate Oxide (LTO) yang dicampur dengan timah (Sn) dan karbon aktif (C) serta LTO yang dicampur dengan Silikon (Si) dan karbon aktif (C) sehingga membentuk masing-masing komposit LTO/C-Sn dan LTO/C-Si sebagai material aktif anoda dan Lithium Ferro Phospate (LFP) sebagai material aktif katoda.

Ketua Tim Peneliti Baterai Lithium-Ion FTUI, Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, M.Sc. menjelaskan, “LTO tidak rentan mengalami short circuit (korsleting) pada saat proses charging (pengisian electron). Arus listrik yang dihasilkan lebih stabil dan aman dibandingkan baterai Lithium Graphite yang umum banyak digunakan pada baterai kendaraan listrik saat ini. Kelemahannya, kapasitas spesifik (LTO) di 175 mAh/g, lebih rendah dari grafit di 372 mAh/g. Tim kami mencoba mengatasi kelemahan ini dengan mencampurkan Sn atau Si dan karbon aktif dari limbah batok kelapa menjadi komposit. Kami juga mengolah ampas kopi menjadi grafen untuk dicampurkan dengan LTO.”

“Ide pemanfaatan limbah ampas kopi untuk baterai Lithium Ion berawal saat tim peneliti melihat banyaknya sampah dari kopi yang tidak dimanfaatkan. Setelah dikaji, ternyata ampas kopi dapat diolah menjadi grafen untuk meningkatkan konduktivitas LTO pada baterai Lithium-Ion. Pada limbah ampas kopi, kami temukan kandungan partikel-partikel yang dapat menghasilkan nano partikel dengan kondisi surface area yang baik. Semakin baik kondisi kondisi surface area, semakin banyak ion masuk yang dapat menghasilkan tenaga yang lebih bagus juga,” ujar Bambang menjelaskan terkait ide pemanfaatan limbah ampas kopi dikutip dari keterangan tertulisnya. “Semakin besar bobot mobil, semakin rendah daya dorongnya. Konsumsi bahan bakar juga semakin besar. Baterai lithium graphite yang ada saat ini lumayan berat. Untuk mengurangi bobot, kami mencoba mengembangkan material yang lebih ringan sehingga berat baterai dapat berkurang sampai mencapai target kami 200 kg. Tim kami juga sedang meneliti bagaimana agar waktu pengisian daya dapat lebih singkat seperti halnya pengisian bahan bakar pada kendaraan konvensional,” kata Nofrijon.

Keunggulan baterai Lithium-Ion dengan LTO yang dikembangkan yaitu bobotnya yang ringan dan waktu pengisian daya yang lebih cepat. Tim Peneliti FTUI memperkirakan baterai mobil listrik dengan LTO ini dapat mencapai bobot 200 kilogram jauh lebih ringan dibandingkan dengan baterai berkapasitas sama yang ada saat ini dengan bobot kisaran 500 kilogram. Dengan bobot yang ringan itu, jarak tempuh yang bisa dicapai mobil akan meningkat. Sementara waktu pengisian daya baterai saat ini adalah 30 menit dengan target kedepannya mencapai 15 menit untuk full charging. Waktu ini lebih cepat dibandingkan baterai mobil listrik yang saat ini membutuhkan 1.5 – 2 jam waktu pengisian daya.

Dekan FTUI, Dr. Ir. Hendri D.S. Budiono, M.Eng., menambahkan, inovasi baterai listrik dari FTUI ini akan sangat bermanfaat bagi pengembangan industri kendaraan listrik di Indonesia. Saya berharap pihak industri dapat menyerap inovasi yang dihasilkan oleh sivitas akademika FTUI untuk kemudian dikomersialisasikan. Hasil penelitian ini menunjukkan Indonesia memiliki potensi besar untuk menjadi penguasa pasar dalam hal baterai kendaraan listrik dengan begitu banyak material pembuatan baterai listrik ini tersedia di alam Indonesia.” Dalam kesempatan terpisah, Direktur Research Center for Advanced Vehicle (RCAVe) Dr. Mohammad Adhitya, S.T., M.Sc., menyampaikan bahwa penelitian baterai listrik ini merupakan bagian dari riset besar RCAVe yang saat ini tengah mengembangkan teknologi bus listrik berukuran besar bersama beberapa mitra industri melalui program riset produktif (Rispro) LPDP. “Bus listrik ini kami rancang sebagai bus ramah lingkungan bersama mitra industri dengan memperhatikan faktor keamanan, keselamatan serta efisiensi energi sehingga mampu bersaing dengan produk sejenis yang saat ini ada di pasaran. Menggunakan rangka badan berbahan alumunium yang dipasangkan pada rangka low entry berjenis monokok serta akan dilengkapi dengan sistem cerdas untuk memastikan faktor keselamatan dan keamanan berkendara dapat dipenuhi secara optimal,” ujarnya. Bersama mitra industri dalam negeri yaitu MAB, PINDAD, NSAD, dan AICOOL, diharapkan bus listrik ini dapat dipersembahkan kepada masyarakat Indonesia di awal tahun 2022 untuk kemudian segera dipasarkan. Produk baterai Lithium-Ion dengan LTO ini merupakan satu dari puluhan produk riset hasil karya dosen dan peneliti FTUI yang siap dikomersialisasikan. Berbagai produk riset ini dipamerkan di area pameran lantai 2 gedung i-CELL FTUI dan terbuka untuk umum sebagai wisata penelitian dan dapat dinikmati secara langsung dan daring oleh masyarakat luas. Pameran hasil penelitian FTUI ini dapat diakses melalui tur virtual pada https://bit.ly/ BusinessMatchingFTUI. 

Menteri Pertahanan Prabowo Subianto mendukung berbagai penelitian dan inovasi dari para ahli teknologi bidang pertahanan untuk mewujudkan pertahanan Indonesia yang tangguh dan mandiri.

“Kemajuan teknologi pertahanan tergantung dengan para ilmuwan. Kami sangat membutuhkan Anda. Kami siap berusaha mendukung usaha-usaha dan inovasi saudara,” kata Prabowo, Kamis (4/11/202).

Dalam pertemuan tersebut, Prabowo juga menegaskan dukungan Kementerian Pertahanan (Kemhan) terhadap inovasi para ahli teknologi dari ITB.

Dukungan tersebut diwujudkan melalui penandatanganan kesepakatan bersama antara Kemhan dan ITB tentang Penyelenggaraan Pendidikan, Penelitian, Pengembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi yang Mendukung Pertahanan Negara.

Kesepakatan bersama, yang ditandatangani Prabowo dan Rektor ITB Reini Wirahadikusumah, bertujuan untuk mewujudkan pertahanan negara Indonesia menjadi tangguh dan mandiri melalui kerja sama pendidikan, penelitian, pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (Iptek).

Ketua Umum Partai Gerindra ini juga menyaksikan beberapa hasil penelitian dan pengembangan yang dilakukan oleh ITB, antara lain pengembangan AESA Radar dan Radar Pasif.

Kedua penelitian itu merupakan kerja sama antara ITB dengan Badan Penelitian dan Pengembangan (Balitbang) Kemhan.

ITB juga mengembangkan simulator pesawat tempur dan simulator pesawat tanpa awak bersama dengan Balitbang Kemhan dan PT Dirgantara Indonesia.

Selain itu, ada pula penelitian terkait bahan material dari alam untuk pembuatan rompi anti peluru, bahan baku propelan untuk roket serta wahana udara tanpa awak guna keperluan serial surveillance sumber daya alam dan batas wilayah NKRI.

Hadir pula dalam pertemuan tersebut ialah Sekretaris Institut ITB Widjaja Martokusumo, Ketua Lembaga Pengembangan Inovasi dan Kewirausahaan Joko Sarwono, Dekan Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Tatacipta Dirgantara, Kepala Pusat Teknologi Teknologi Pertahanan dan Keamanan Djarot Widagdo dan peneliti bidang Teknologi Pertahanan Joko Suryana dan Suhono Harso Supangkat.

Selain ITB, sebelumnya pada September Prabowo mendatangi Universitas Airlangga (Unair) dan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) untuk menandatangani kerja sama serupa di bidang penyelenggaraan pendidikan, penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi bagi pertahanan negara.

Sumber Artikel: okezone.com

Dosen Institut Teknologi Bandung membuat produk panel anti peluru. Inovasi ini membawa Mardiyati raih penghargaan sebagai sebagai Inovator terbaik dalam PRIMA Award ITB 2021. PRIMA ITB merupakan penghargaan bidang penelitian, pengabdian masyarakat, inovasi dari LPPM ITB kerja sama dengan kantor Wakil Rektor bidang Riset dan Inovasi ITB.

Mardiyati mengatakan penghargaan ini semakin meningkatkan motivasi dirinya untuk melakukan yang lebih baik lagi di bidang inovasi. “Semakin meningkatkan motivasi saya untuk melakukan yang lebih baik lagi di bidang inovasi, sehingga nantinya produk-produk inovasi tersebut dapat menjadi produk yang turut memberikan solusi terhadap permasalahan yang kita hadapi bersama,” ucap Mardiyati seperti dilansir dari laman ITB.

Produk inovasi yang dihasilkan Mardiyati terbilang cukup banyak. Ada juga yang sudah dihilirasi oleh perusahaan rintisan binaan LPiK ITB. Salah satu inovasi terbaru Mardiyati bersama tim di tahun 2021adalah di bidang militer.

Inovasi yang dikembangkan tersebut adalah panel anti peluru dalam Modular Armor System Kapal Patroli. “Seperti yang kita tahu, negara kita adalah negara maritim dan diperlukan kapal patroli untuk menjaga pertahanan dan keamanannya.

Biasanya di ruang kemudi, lambung, dan mesin kapal, diberikan panel anti peluru untuk melindungi kapal patroli dari tembakan. Nah, biasanya modul anti peluru atau material untuk produk tersebut diimpor dari luar. Kita ingin ada kemandirian dalam hal tersebut,” ujarnya.

Dosen pada KK Ilmu dan Teknik Material, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara ITB itu menjelaskan, produknya telah dilakukan pengujian tembak produk di PT Pindad (Persero), dengan mengacu pada Standar NIJ 0108.01 Level III dengan munisi 7.62 mm pada jarak tembak 5 meter. Sampel yang dibuat oleh tim lolos uji tembak dengan mengacu pada standar tersebut.

Ia pun berpesan untuk para inovator yakni menjalani hidup sebagai seorang inovator adalah suatu perjalanan yang menyenangkan dan penuh tantangan.

"Percayalah, bila niat kita bersungguh-sungguh untuk memberikan solusi terhadap permasalahan yang timbul di negeri ini dengan suatu karya inovasi, maka karya tersebut pasti akan sangat dinanti. Jangan pernah berhenti berinovasi untuk memberikan solusi. Kita hidup hanya satu kali dan semoga dengan karya inovasi, hidup kita akan menjadi sangat berarti,” tutupnya.

Sumber Artikel: kompas.com

Setiap saat dan setiap detik dalam hidup kita, kita akan bersentuhan dengan apa yang disebut material. Saat bangun tidur kita memulai aktivitas dengan menggosok gigi. Sikat gigi yang kita gunakan terbuat dari material tertentu, pasta gigi nya pun terbuat dari material tertentu. Sebelum berangkat beraktivitas kita sarapan pagi terlebih dahulu. Peralatan makan yang kita gunakan, baik piring, sendok maupun garpu juga terbuat dari material tertentu misalnya plastik, keramik atau material lainnya. Jadi sebegitu dekat keterkaitan keilmuan Teknik Mineral dengan kehidupan manusia sehari-hari.

Program studi Teknik Material merupakan disiplin ilmu yang mempelajari tentang semua aspek yang berkaitan dengan struktur, sifat, dan karakteristik materi serta interaksinya. Oleh karena itu, seorang ahli Teknik Material akan mampu membuat dan merekayasa material sehingga dihasilkan material yang unggul dan berdaya-guna tinggi. Bidang keilmuan Teknik Material memiliki cakupan yang sangat luas karena mencakup semua hal yang berkaitan dengan keberadaan materi itu sendiri, baik yang sudah disediakan oleh alam maupun yang dikembangkan di laboratorium.

Perkembangan di bidang Teknik Material secara langsung akan mempengaruhi perkembangan disiplin ilmu dan teknologi lainnya, terutama yang berkenaan dengan ketersediaan material yang dapat menunjang teknologi tersebut. Sebagai contoh, penemuan material semikonduktor untuk IC yang menggantikan transistor mengawali perkembangan di bidang instrumentasi dan elektronika.

Proses perkuliahan di program studi Teknik Material pun tak kalah menarik. Di sini teman-teman akan banyak menghabiskan waktu di laboratorium. Melakukan pengujian dan percobaan terhadap material tertentu. Dengan ilmu yang didapatkan di Teknik Material teman-teman juga akan mampu menentukan material apa yang paling cocok untuk digunakan untuk membuat sesuatu. Keilmuan Teknik Material akan sangat berkaitan erat dengan ilmu-ilmu lainnya. Misalnya saja keterkaitan ilmu Teknik Material dengan Teknik Penerbangan. Dalam pembuatan kerangka pesawat terbang, mahasiswa Teknik Penerbangan yang akan mendesain dan merancang struktur rangka pesawat yang ringan namun kuat, sedangkan sarjana Teknik Material akan menentukan material apa yang paling cocok untuk menyokong struktur dan desain yang telah dirancang oleh sarjana Teknik Penerbangan tadi. Sehingga dengan kerjasama tersebut akan dihasilkan pesawat terbang yang kokoh baik dari aspek teknis maupun materialnya.

Prospek Kerja

Luasnya cakupan disiplin ilmu dan teknik material memberikan keluasan juga pada bidang kerja yang dapat digeluti oleh sarjana Teknik Material, antara lain:

• Bidang Industri Manufaktur
  Pada industri manufaktur, sarjana Teknik Material dapat berperan dalam proses produksi, pengembangan produk, pengawasan mutu dan kualitas produk, serta perawatan peralatan.
• Bidang Energi dan Sumberdaya Mineral
  Pada bidang ini, seorang sarjana Teknik Material dapat berperan sebagai insinyur pengelasan, korosi, inspeksi, dan perawatan alat-alat produksi.
• Bidang Pendidikan
  Sarjana Teknik Material yang berminat dibidang pendidikan, dapat mengambil peran sebagai pengajar di perguruan tinggi, pengisi training keahlian industri, dan sebagainya.
• Bidang Lainnya
  Bidang lainnya yang dapat digeluti oleh sarjana Teknik Material misalnya asuransi dan perbankan, konsultan teknik, maupun di instansi pemerintahan.

Sumber Artikel: itb.ac.id