BIO-INSPIRED MATERIALS SCIENCE: SELF-ASSEMBLY PRINCIPLES FOR ADVANCED COMPOSITES

Abstract

Alam telah mengembangkan material dengan sifat-sifat luar biasa (misalnya, kekuatan tinggi, ketangguhan, kemampuan self-healing) melalui proses self-assembly hierarkis dari komponen molekuler. Latar belakang penelitian ini adalah untuk menerapkan prinsip-prinsip self-assembly biologis dalam ilmu material untuk merancang dan mensintesis komposit canggih dengan sifat-sifat yang disesuaikan. Metode yang digunakan melibatkan studi struktur material biologis (misalnya, tulang, sutra laba-laba, cangkang mutiara) pada berbagai skala. Pengembangan blok bangunan molekuler (misalnya, peptida, polimer, nanopartikel) yang dapat self-assemble menjadi struktur hierarkis yang diinginkan. Fabrikasi dilakukan menggunakan teknik seperti directed self-assembly, pencetakan 3D, atau electrospinning. Pengujian dilakukan untuk mengukur sifat mekanik, optik, atau listrik dari material yang dihasilkan. Hasil menunjukkan pengembangan material komposit yang meniru kekuatan dan ketangguhan material alami, dengan kemampuan untuk beradaptasi atau memperbaiki diri. Pembahasan menekankan bahwa ilmu material yang terinspirasi biologis menawarkan paradigma baru untuk desain material, memungkinkan pembuatan material dengan fungsi yang kompleks dan efisien. Penelitian ini menjembatani fisika, kimia, dan rekayasa, menjanjikan revolusi dalam material masa depan.