Energi ionisasi dan afinitas elektron merupakan karakteristik atom yang terisolasi; mereka tidak banyak bicara tentang bagaimana dua atom akan berinteraksi satu sama lain. Juga dikenal sebagai afinitas kimia, energi tarik menarik antar atom inilah yang menyebabkan mereka saling mendekat.
Crystal Systems
Kristal belah ketupat memiliki parameter kisi yang seragam ke segala arah dan sudut interaksial yang sama, tetapi sudutnya tidak ortogonal dan kurang dari 120°. Mengetahui parameter kisi atau jari-jari atom, kita dapat menghitung luas, Ap, luas atom, Ac, dan korespondennya.
Difraksi Sinar-X
Untuk menghitung besaran penting seperti volume dan kepadatan sel, kita harus dapat menentukan lokasi dan arahnya di dalam kristal. Dengan cara yang mirip dengan yang digunakan untuk menghitung massa jenis sel satuan, kita dapat menghitung massa jenis atom pada suatu bidang, atau massa jenis bidang. Perpotongan tegak lurus bidang dan bola adalah lingkaran, sehingga jari-jari atom akan membantu dalam menghitung luas yang ditempati bidang tersebut.
Atom-atom yang berpusat pada benda tertutup seluruhnya oleh bidang ini, dan atom-atom sudut terletak pada perpotongan empat bidang yang berdekatan, sehingga masing-masing menyumbang 1/4 atom pada bidang tersebut. Kisi kristal secara alami terdiri dari banyak sel satuan individu, dengan bidang-bidang yang memanjang ke segala arah. 17 dan pada sudut yang diketahui, kita akan dapat mendeteksi sinar-X yang terdifraksi dengan intensitas bervariasi yang mewakili jarak antarplanar tertentu dalam kisi.
Dari struktur kristal yang diketahui, pola difraksi teoretis dapat dibangun menggunakan aljabar vektor, termasuk pertimbangan seperti faktor struktur yang memperhitungkan interaksi yang tidak diperbolehkan dengan kisi kristal dan penentuan intensitas relatif berkas difraksi.
Cacat Titik
Aturan Hume – Rothery yang pertama menyatakan bahwa jika ukuran atom dari kisi inang dan atom pengotor berbeda lebih dari sekitar 14%, kelarutan pengotor dalam kisi akan rendah. Secara umum, semakin besar perbedaan keelektronegatifan antara atom inang dan pengotor, semakin besar kecenderungan untuk membentuk senyawa dan semakin rendah kelarutannya. Lihat Tabel 1.11 untuk mengetahui struktur kristal pada umumnya, namun perlu diingat bahwa unsur dapat memiliki banyak struktur bergantung pada suhu, dan perlu diingat bahwa hal ini dapat mempengaruhi stabilitas paduan.
Dengan menjumlahkan elektron valensi unsur-unsur dalam suatu paduan dan membaginya dengan jumlah jenis atom, terkadang struktur kristal suatu paduan dapat diprediksi. Struktur "kubik kompleks" mencakup struktur kubik selain SC, BCC, dan FCC yang belum kami jelaskan, seperti struktur intan.
Cacat dan Dislokasi Saluran
Sebagai contoh dari konsekuensi ini, cacat biner biasanya hanya terjadi pada gangguan kisi seperti batas butir atau permukaan, sehingga atom-atom yang dihilangkan mempunyai tujuan tertentu. Jika ada bidang atom yang hilang pada barisan ini, seperti pada ABCAB | ABC, terjadi kesalahan pelipatan non intrinsik. Terdapat metode tambahan untuk mengklasifikasikan ukuran butir bahan, seperti yang digunakan untuk logam oleh American Society for Testing Materials.
STRUKTUR KERAMIK DAN KACA
Struktur Kacamata
Jenis isomerisme lainnya mengarah ke stereoisomer, di mana gugus fungsi berada pada posisi yang sama dalam rantai, tetapi menempati posisi geometris yang berbeda. Taktik adalah variasi dalam konfigurasi rantai polimer karena susunan pusat karbon yang asimetris dalam unit berulang. Namun ada sejumlah faktor struktural yang berkontribusi terhadap kemampuan rantai polimer amorf untuk mengatur ulang dirinya menjadi struktur yang teratur.
Daerah kristalin dalam polimer semikristalin disebut kristalit, yang mempunyai dimensi beberapa ratus angstrom, namun panjang rantai polimer umumnya jauh lebih besar dari ini. Rantai polimer dapat terlipat secara teratur untuk membentuk kristal seperti pelat yang disebut lamela, seperti yang ditunjukkan secara skematis pada. Perhatikan bahwa rantai polimer tidak hanya terlipat, tetapi juga dapat memanjang dari satu lamela ke lamela lainnya membentuk daerah amorf.
Struktur kristal polimer yang terkait dengan puntiran rantai disebut model misel pohon, di mana rantai polimer tidak terlipat secara teratur tetapi meregang dari satu daerah kristal ke daerah lain, sekali lagi membentuk daerah amorf di antara kristalit. Terakhir, LCP kolesterik memiliki struktur multilapis, namun rantai polimer yang selaras dalam satu lapisan dipintal dari rantai polimer yang selaras di lapisan yang berdekatan. Transisi kaca merupakan parameter penting karena banyak sifat fisik berubah ketika rantai polimer memperoleh mobilitas.
Klasifikasi Komposit
Dilihat dari struktur mikronya, yang skalanya lebih besar dari definisi tingkat atom, senyawa terdiri dari kristal, fasa, dan senyawa. Misalnya, massa jenis suatu senyawa, pada perkiraan pertama, hanyalah rata-rata tertimbang dari massa jenis komponen-komponennya. Dalam hal ini, sifat-sifat komposisi mungkin lebih tinggi daripada masing-masing komponen dan efeknya mungkin bersifat sinergis daripada aditif.
Pada bagian berikutnya, kita melihat masing-masing komponen dalam suatu komposit dan melihat kontribusi masing-masing komponen dan bagaimana hal tersebut membantu meningkatkan sifat-sifat komposit.
Matriks Komposit
Komposit matriks logam, komposit matriks keramik, dan komposit matriks polimer memiliki struktur yang sangat berbeda dan aplikasi yang sangat berbeda. Kebanyakan PMC struktural terdiri dari matriks yang relatif lunak, seperti plastik termoset poliester, fenolik, atau epoksi, kadang-kadang disebut komposit resin-matriks. Suhu servis maksimum teoritis jauh lebih tinggi daripada kebanyakan MMC atau PMC, melebihi 1800◦ C, meskipun suhu servis praktis seringkali jauh lebih rendah karena deformasi mulur.
37 Dalam hal ini, sifat material komposit mungkin lebih baik daripada salah satu komponennya, dan efeknya mungkin bersifat aditif secara sinergis.
Penguatan Komposit
- Komposit Serat-Matriks
Serat organik umumnya memiliki berat jenis yang sangat rendah, sehingga menarik untuk aplikasi yang memerlukan rasio kekuatan terhadap berat. Serat karbon menawarkan ketahanan guncangan termal yang sangat baik dan rasio kekuatan terhadap berat yang sangat tinggi. Ada dua jenis serat karbon yang umum, serat karbon berbasis PAN dan serat karbon berbasis pitch.
Serat kaca adalah serat penguat yang paling umum karena kombinasi sifat mekanik, sifat dielektrik, stabilitas termal, dan biaya yang relatif rendah. Hasilnya, terdapat banyak jenis serat kaca silikat, semuanya dengan sifat berbeda yang dirancang untuk aplikasi berbeda. Komponen utama dalam semua serat kaca ini adalah SiO2, dengan jumlah zat antara dan pengubah yang bervariasi ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan, ketahanan kimia, dan ketahanan suhu.
40 Hasilnya adalah komposit yang diperkuat serat kaca yang banyak digunakan dalam industri otomotif, dirgantara, kelautan, elektronik, dan produk konsumen.
Interfase Komposit
Sebagai salah satu kelasnya, serat keramik memberikan ketahanan termal yang lebih baik dibandingkan serat kaca, dan merupakan penguat pilihan dalam komposit struktural suhu tinggi. Ada sejumlah serat berbasis oksida komersial yang tersedia, seperti Saffil, Nextel, Fiberfrax dan Kaowool, serta serat oksida logam satu komponen yang hampir murni dari Al2O3 dan ZrO2. Ada juga sejumlah serat berbahan dasar terak dengan komposisi berbeda-beda, berdasarkan SiO2, Al2O3, MgO dan CaO, yang diperoleh dari operasi peleburan.
Bahan yang dinilai secara fungsional menunjukkan transisi bertahap dalam struktur mikro dan komposisi yang memberikan kinerja fungsional pada komponen. Istilah ini pertama kali diciptakan pada tahun 1950-an, namun mulai umum digunakan pada tahun 1980-an ketika material baru untuk Pesawat Ulang-alik dirancang dan dikembangkan.
STRUKTUR BIOLOGI
Review Molekul Biologis
- Asam Amino dan Protein
- DNA dan RNA
Perhatikan juga bahwa -karbon adalah atom karbon asimetris, sehingga menghasilkan molekul kiral untuk semua asam amino alami kecuali satu. Untuk membentuk protein, gugus asam karboksilat pada satu asam amino bereaksi dengan gugus amina pada molekul lain dalam reaksi kondensasi yang membentuk molekul air dan ikatan –CO – NH – CHR– yang dikenal sebagai ikatan peptida. Molekul yang mengandung lebih dari 100 rangkaian asam amino disebut polipeptida, dan protein tersusun dari satu rantai polipeptida.
Anemia sel sabit terjadi akibat penggantian hanya satu asam amino valin dengan unit asam glutamat dalam satu rantai protein molekul hemoglobin. Stabilitas struktur ini sangat bergantung pada gugus R dan urutan asam amino spesifik, serta lingkungan di mana protein berada. Seperti protein, asam deoksiribonukleat dan asam ribonukleat adalah polimer, tetapi asam amino bukan sebagai unit berulang, melainkan asam amino yang tersusun dari rantai nukleotida.
Dari urutan empat urutan basa dalam DNA, mRNA menentukan urutan tepat dari 20 asam amino yang dibutuhkan untuk menghasilkan protein tertentu.
Biologis Keras
Ini terutama terdiri dari lipid dan bersifat permeabel selektif, membatasi pertukaran molekul antara bagian dalam dan luar sel. Jaringan saraf terdiri dari sel-sel yang sangat terspesialisasi yang disebut neuron, dan dicirikan oleh kemampuannya menerjemahkan rangsangan menjadi impuls saraf elektrokimia. Faktanya, sebagian besar kalsium fosfat yang ditemukan di lingkungan biologis mengandung air, sehingga kalsium fosfat yang akan kita bahas termasuk dalam sistem terner CaO – P2O5 – H2O.
Fase spesifik kalsium fosfat bergantung pada faktor-faktor seperti suhu dan pH lingkungan, serta reaktivitas kimia fase tersebut dengan lingkungan. Tulang juga merupakan material komposit yang terdiri dari sekitar 70% HA dan kolagen, namun tidak seperti email, tulang juga mengandung pembuluh darah yang membantu regenerasi tulang. Kalsium dan protein yang dihasilkan menyebabkan sel-sel lain yang disebut osteoblas meletakkan matriks baru yang termineralisasi dan membentuk HA dan kolagen.
Komposit polimetil metakrilat, titanium, grafit/polietil eter keton, dan trikalsium fosfat, antara lain, semuanya telah digunakan untuk memperbaiki atau mengganti tulang pada manusia.
Soft Biologics
46 merupakan bahan keras, terdapat sejumlah jaringan ikat yang lebih mirip dengan jaringan lunak lainnya karena tidak memiliki sebagian besar fase anorganik berbasis kalsium fosfat. Daripada mengikuti pendekatan tradisional berbasis biologi untuk mengklasifikasikan dan mengkarakterisasi bahan lunak, mari kita fokus pada empat protein penting yang ditemukan dalam matriks ekstraseluler yang memungkinkan jenis jaringan ini menjalankan fungsi yang diinginkan, serta kemampuan kontrol kita untuk memasukkan benda asing. tubuh. . Setidaknya ada 10 jenis kolagen yang ditemukan pada jaringan ikat (lihat Tabel 1.36), dengan tipe I–III memiliki kemampuan membentuk serat yang disebut fibril.
Kolagen tipe II dan III antara lain terdapat pada tulang rawan (II) dan jaringan kardiovaskular (III). Kolagen tipe IV ditemukan di membran basal, struktur seperti lembaran yang ditemukan di bawah sel epitel atau lapisan pembuluh darah (sel endotel). Elastin adalah protein yang juga ditemukan dalam jaringan ikat yang memberikan jaringan ini kemampuan untuk mengalami perubahan besar dalam bentuk dan ukuran tanpa kerusakan permanen pada jaringan.
Elastin adalah komponen amorf (hingga 90%) serat elastis yang ditemukan di matriks ekstraseluler sebagian besar jaringan.
