Review Journal
Abstrak:
Review ini mengkaji artikel "Natural fiber reinforced composites: Sustainable materials for emerging applications" oleh Muhammad Yasir Khalid et al. Fokus utama adalah pada komposit polimer diperkuat serat alam (NFRPC) sebagai alternatif berkelanjutan untuk material komposit konvensional. Artikel ini membahas mekanisme penguatan, ikatan antar muka, struktur mikro, dan sifat-sifat khusus NFRPC, serta potensi aplikasinya di berbagai bidang industri.
Pendahuluan:
Komposit polimer diperkuat serat alam (NFRPC) telah menarik perhatian signifikan dalam beberapa tahun terakhir karena potensinya sebagai material berkelanjutan. Khalid et al. menyajikan tinjauan komprehensif tentang NFRPC, membahas berbagai aspek mulai dari sifat dasar hingga aplikasi potensial. Review ini bertujuan untuk menganalisis temuan utama artikel tersebut dan membahas implikasinya terhadap pengembangan material berkelanjutan di masa depan.
Wirind Azhuri
Mekanisme Penguatan:
Artikel ini mengidentifikasi beberapa mekanisme penguatan utama dalam NFRPC:
1. Fiber Bridging: Serat menjembatani retak dalam matriks, meningkatkan ketahanan terhadap propagasi retak. Mekanisme ini berkontribusi signifikan terhadap peningkatan kekuatan dan ketangguhan komposit.
2. Load Transfer: Efektivitas transfer beban dari matriks ke serat sangat bergantung pada kekuatan ikatan serat-matriks. Mekanisme ini krusial untuk kekuatan dan kekakuan keseluruhan komposit.
3. Crack Deflection: Serat mengalihkan arah perambatan retak, meningkatkan energi yang dibutuhkan untuk propagasi retak lebih lanjut. Hal ini berkontribusi pada peningkatan ketangguhan komposit.
4. Fiber Pull-out: Terjadi ketika ikatan serat-matriks lebih lemah dari kekuatan serat itu sendiri. Meskipun sering dianggap sebagai mode kegagalan, mekanisme ini juga berperan dalam penyerapan energi dan peningkatan ketangguhan komposit.
3. Ikatan Antar Muka:
Kualitas ikatan antar muka serat-matriks sangat mempengaruhi sifat NFRPC.
Artikel ini membahas beberapa jenis ikatan:
1. Adhesi Kimia: Interaksi kimia antara serat dan matriks, yang dapat ditingkatkan melalui perlakuan kimia pada serat.
2. Interlocking Mekanis: Kekasaran permukaan serat meningkatkan adhesi melalui penguncian mekanis dengan matriks.
3. Difusi Molekuler: Penetrasi molekul polimer ke dalam struktur serat, tergantung pada kompatibilitas serat dan matriks.
4. Gaya Van der Waals: Interaksi lemah antara molekul serat dan matriks yang berkontribusi pada adhesi total.
Struktur Mikro:
1. Artikel ini menekankan pentingnya pemahaman struktur mikro NFRPC:
2. Orientasi Serat: Dijelaskan tiga orientasi utama: Parallel, Anti-Parallel, dan Normal. Orientasi ini sangat mempengaruhi sifat mekanik dan termal komposit.
3. Distribusi Serat: Homogenitas distribusi serat mempengaruhi konsistensi sifat mekanik komposit.
4. Porositas: Keberadaan ruang kosong dalam komposit yang dapat mempengaruhi kekuatan dan ketahanan.
5. Interface Serat-Matriks: Daerah transisi antara serat dan matriks yang kritis untuk transfer beban dan sifat komposit secara keseluruhan.
Sifat Khusus:
NFRPC menunjukkan berbagai sifat khusus yang menjadikannya menarik untuk berbagai aplikasi:
1. Sifat Mekanik: Kekuatan tarik, kekuatan lentur, modulus elastisitas, dan ketangguhan yang dapat disesuaikan melalui pemilihan serat dan orientasinya.
2. Ketahanan Termal: Stabilitas termal yang meningkat dengan penambahan serat, meskipun degradasi termal tetap menjadi pertimbangan penting.
3. Ketahanan Lingkungan: Ketahanan terhadap UV dan kelembaban yang bervariasi, menjadi tantangan utama dalam pengembangan NFRPC.
4. Sifat Akustik: Potensi penyerapan suara yang baik, membuka peluang untuk aplikasi insulasi akustik.
5. Biodegradabilitas: Keunggulan utama NFRPC dibandingkan dengan komposit konvensional, meskipun waktu degradasi bervariasi tergantung komposisi.
Grafik ini memberikan data kuantitatif yang mendukung dan memperkaya diskusi dalam review jurnal tentang aspek keberlanjutan dan efisiensi energi dari NFRPC. Ini juga menekankan pentingnya pemilihan serat dan metode produksi yang tepat dalam pengembangan komposit yang ramah lingkungan.
6. Kesimpulan:
Artikel ini memberikan tinjauan komprehensif tentang NFRPC, menyoroti potensinya sebagai material berkelanjutan untuk berbagai aplikasi. Mekanisme penguatan, ikatan antar muka, dan struktur mikro yang dibahas memberikan dasar yang kuat untuk memahami dan mengoptimalkan sifat-sifat NFRPC. Meskipun tantangan seperti ketahanan kelembaban masih ada, potensi NFRPC dalam
mengurangi dampak lingkungan dan memberikan solusi material yang berkelanjutan sangat menjanjikan. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengatasi keterbatasan yang ada dan mengoptimalkan kinerja NFRPC untuk aplikasi spesifik.
Referensi: [1] Khalid, M. Y., et al. (2021). Natural fiber reinforced composites:
Sustainable materials for emerging applications. Results in Engineering, 11, 100263.
