Fasa dan Struktur kristal

Sebelum mendefinisikan struktur material ada baikknya kita memperjelas perbedaan antara struktur kristal dan struktur mikro. Istilah 'struktur kristal' digunakan untuk menggambarkan posisi atom dalam sel satuan, dan ditentukan oleh jenis dan kisi koordinat dari atom seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Dengan kata lain, struktur kristal menggambarkan penampilan materi pada atom dalam skala atomic. 'Mikro' Istilah ini digunakan untuk menggambarkan penampilan materi pada skala panjang nano sampai cm. 

Gambar 1. Contoh lattice struktur kristal material

Fasa (phase) : Fasa adalah bagian dari sebuah material dengan sebuah struktur kristal yang berbeda dan/atau komposisi kimia yang berbeda (Gambar 2). Material dikatakan sebagai material murni apabila hanya mengandung satu komponen kimia saja. Komponen kimia ini dapat terdiri dari dua atau lebih unsur kimia (multikomponen). Material yang terdiri dari multi komponen dapat disebut satu fasa jika komponen yang berbeda telah bercampur dalam skala atom. 

  Gambar 2: Fasa yang terbentuk pada material (http://www.emeraldinsight.com)

Istilah Biomaterial

Definisi yang dikemukakan oleh para ahli tentang istilah “Biomaterials”. Biomaterials atau Biomedical material di definisikan sebagai material buatan atau alami yang digunakan untuk mengganti bagian tubuh mahluk hidup. Bidang ilmu material berkait erat dengan material sains, medis dan juga dengan ilmu-ilmu mekanik. 

Pada masa-masa awal riset mengenai Biomaterial, para penyelidik hanya mempertimbangkan beberapa syarat penting bagi sebuah material implant. Pada waktu itu yang menjadi syarat material implant tidak boleh beracun bagi tubuh manusia serta tahan terhadap korosi. Pada masa sekarang ini riset mengenai biomaterial telah berkembang cukup pesat. Banyak persyaratan-persyaratan yang direkomendasikan oleh ahli bagi sebuah metal implant. Material implant selain tidak beracun bagi tubuh harus juga mampu mendorong pertumbuhan sell-sel dalam tubuh manusia khususnya selepas proses pemasangan implant. 

Selain itu dari sifat mekanik sebuah implant harus mempunyai sifat yang sama dengan tulang atau paling tidak mendekati sifat mekanik dari tulang manusia. Dalam hal ini yang menjadi tantangan para ahli yaitu dalam nilai Modulus Young’s (E) implan. Kebanyakan metal implan yang digunakan mempunyai nilai modulus Young’s di atas 100 GPa sedangkan untuk tulang sendiri mempunyai nilai E di antara 10~30 GPa. Metal implant yang mempunyai nilai E yang paling rendah ialah paduan titanium (105 GPa). 

Aerodinamika

Aerodinamika: cabang dari dinamika yang berhubungan dengan gerak udara dan cairan terhadap permukaan suatu benda.  Udara adalah gas dan akan menghasilkan tahanan gaya terhadap objek yang melewatinya.

Untuk melihat gaya yang dihasilkan udara ini, anda dapat melakukan percobaan sederhana dengan menghadangkan telapak tangan anda terhadap udara yang mengalir. Misalnya pada waktu menaiki kendaraan. Lihat pada gambar.

 Gaya yang bekerja pada tangan

 Frontal Area 

Ketika objek melewati udara kita dapat melihat frontal area, semakin kecil sebuah frontal area semakin mudah objek tersebut melewatinya. Hal ini karena semakin kecilnya gaya resistansi dari udara tersebut.

Sebagai ilustrasi ketika mengendarai sepeda. Apabila kita menuruni bukit dengan membungkuk maka kita akan merasakan kecepatan yang lebih tinggi di bandingkan ketika mengangkat/menegakkan badan. Ini artinya gaya yang dikenakan udara kebadan mu lebih kecil dibanding ketika menegakkan badan.

Pengendara sepeda dan frontal area

Shaping (bentuk)

Bentuk objek akan mempengaruhi pola aliran udara yang mengelilinginya.  Udara ingin tinggal dialiran mulus bagus di sekitar objek. Namun, perubahan yang cepat bentuk membuat "lubang" di udara yang mengganggu aliran ini dan meningkatkan "drag" atau gaya reaksi dari udara pada gerakan objek.

Shapes and aliran udara

Lihatlah hal-hal yang bergerak melalui udara,dan perhatikan bagaimana mereka dibentuk. Misalnya dua mobil di bawah ini,perhatikan bagaimana aliran udara di sekitar mereka dipengaruhi oleh bentuk.

Smooth verses disrupted flow

Mobil yang tercepat adalah mobil yang telah dibentuk dengan bentuk yang kontinu karena aliran udaranya tidak terganggu sehingga menghambat kelajuan mobil tersebut. Ini lah alasan pemakaian deflector pada truk atau trailer untuk membuat mereka lebih aerodinamis. Maka mesin truk tidak terlalu berat bekerja dan tentu saja akan menghemat bahan bakar