Buka menu utama

Perubahan

32 bita dihapus ,  1 tahun yang lalu
k
Bot: Perubahan kosmetika
{{Other uses}}
[[Berkas:Insulincrystals.jpg|thumbjmpl|300px|Bentuk kristal tunggal [[insulin]] padat.]]
<!-- {{Mekanika kontinum}} -->
 
'''Padat''' adalah salah satu dari [[Wujud materi|empat wujud materi fundamental]] (lainnya adalah [[cairan]], [[gas]], dan [[Plasma (wujud zat)|plasma]]). Ia ditandai dengan kekakuan strukturnya dan resistensinya terhadap perubahan bentuk atau volume. Tidak seperti cairan, objek padat tidak mengalir untuk mengambil bentuk seperti wadahnya, tidak pula berekspansi mengisi seluruh volume yang dapat diisi seperti gas. Atom-atom dalam padatan terikat kuat satu sama lain, baik dalam {{Ill|kisi geometri|en|Geometric lattice}} teratur ([[Kristal|padatan kristal]], yang mencakup [[logam]] dan [[es]]) maupun tak teratur ([[padatan amorf]] seperti [[kaca]] jendela pada umumnya).
 
Cabang [[Fisika|ilmu fisika]] yang berurusan dengan padatan disebut [[fisika benda padat]], dan merupakan cabang utama [[fisika benda terkondensasi]] (yang juga meliputi cairan). Perhatian utama [[ilmu bahan]] adalah [[Sifatsifat fisik|sifat fisika]]a dan [[Sifat kimia|kimia]] padatan. [[Kimia benda padat]] fokus pada [[Sintesis kimia|sintesis]] bahan baru, dan juga analisis serta [[komposisi kimia]].
 
== Deskripsi mikroskopis ==
 
[[Berkas:Fcc lattice 4.jpg|thumbjmpl|Model atom kemas-rapat dalam padatan kristal.]]
Atom, molekul atau ion yang menyusun padatan mungkin tertata dalam pola berulang yang teratur, atau tak teratur. Bahan yang konstituennya tertata dalam pola teratur dikenal sebagai [[kristal]]. Dalam beberapa hal, penataan teratur dapat terus tak terpatahkan dalam skala besar, misalnya [[intan]], di mana setiap intan merupakan [[kristal tunggal]]. Objek padat yang cukup besar untuk dilihat dan ditangani jarang terdiri dari kristal tunggal, tetapi terbuat dari sejumlah besar kristal-kristal tunggal, dikenal sebagai [[kristalit]], yang ukurannya bervariasi mulai beberapa nanometer hingga beberapa meter. Bahan semacam ini disebut [[polikristal]]. Hampir semua logam yang sering dijumpai, dan banyak [[keramik]], adalah polikristal.
 
{{Main|Logam}}
 
[[Berkas:Chrysler Building detail.jpg|thumbjmpl|rightka|Puncak [[Chrysler Building]] New York, bangunan batu bata berpendukung baja tertinggi di dunia, dilapisi dengan baja nirkarat.]]
 
Logam biasanya kuat, padat, dan penghantar [[Konduktivitas listrik|listrik]] dan [[Konduksi panas|panas]] yang baik.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=0ID973WaVBoC&pg=PA58&dq=strong,+dense,+and+good+conductors+of+electricity+and+heat+metals&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiY1tbJ5-HTAhUFjlQKHYHmAPsQ6AEIKzAB#v=onepage&q=strong,%20dense,%20and%20good%20conductors%20of%20electricity%20and%20heat%20metals&f=false|title=Science Foundation|last=Arnold|first=Brian|date=2006-07-01|publisher=Letts and Lonsdale|isbn=9781843156567|language=en}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=NH23yrRwbU4C&pg=PA78&dq=strong,+dense,+and+good+conductors+of+both+electricity+and+heat+metals&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjj_fuR5-HTAhXGw1QKHWReD2gQ6AEIOTAE#v=onepage&q=strong,%20dense,%20and%20good%20conductors%20of%20both%20electricity%20and%20heat%20metals&f=false|title=The Facts on File Chemistry Handbook|last=Group|first=Diagram|date=2009-01-01|publisher=Infobase Publishing|isbn=9781438109558|language=en}}</ref> Sangat banyak unsur dalam [[tabel periodik]], yaitu yang di sebelah kiri garis diagonal maya [[boron]] – [[polonium]], adalah logam. Campuran dari dua atau lebih unsur yang komponen utamanya adalah logam dikenal sebagai [[logam paduan]] (''alloy'').
=== Mineral ===
 
[[Berkas:Different minerals.jpg|thumbjmpl|Koleksi beragam mineral.]]
 
{{Main|Mineral}}
=== Keramik ===
 
[[Berkas:Si3N4bearings.jpg|thumbjmpl|Bantalan keramik Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>]]
 
{{Main|Teknik keramik}}
=== Keramik kaca ===
{{Main|Keramik kaca}}
[[Berkas:Glass ceramic cooktop.jpg|thumbjmpl|Bagian atas kompor yang terbuat dari keramik kaca berkekuatan tinggi dengan [[Pemuaian|ekspansi termal]] dapat diabaikan.]]
 
Bahan keramik kaca berbagi banyak sifat dengan kaca non-kristal maupun dengan [[keramik]] [[kristal]]. Mereka terbentuk sebagai kaca, dan kemudian terkristalisasi parsial melalui pemanasan, menghasilkan fase [[kristal]] dan [[amorf]] sehingga benih kristal terperangkap di antara fase intergranular non-kristalin.
{{Main|Kimia organik}}
 
[[Berkas:PaperAutofluorescence.jpg|thumbjmpl|250px|Sampel serat bubur kayu, diameter sekitar {{Val|10|u=[[Mikrometer|µm]]}}.]]
 
Kimia organik mempelajari struktur, sifat, komposisi, reaksi, dan preparasi melalui sintesis (atau cara lain) senyawa kimia [[karbon]] dan [[hidrogen]], yang dapat mengandung sejumlah unsur kimia lain seperti [[nitrogen]], [[oksigen]] dan halogen: [[fluor]], [[klor]], [[brom]] dan [[iodium]]. Beberapa senyawa organik dapat mengandung unsur [[fosforus]] atau [[belerang]]. Contoh padatan organik antara lain kayu, [[parafin]], [[naftalena]] serta beraneka ragam [[polimer]] dan plastik.
==== Polimer ====
 
[[Berkas:Selfassembly Organic Semiconductor Trixler LMU.jpg|thumbjmpl|Citra STM rantai [[supramolekul]] swasusun (''self-assembly'') dari semikonduktor organik [[quinakridon]] pada [[grafit]].]]
 
{{Main|Polimer}}
Monomer dapat memiliki berbagai substituen kimia, atau gugus fungsional, yang dapat mempengaruhi sifat kimia senyawa organik, seperti kelarutan dan reaktivitas kimia, serta sifat fisik, seperti kekerasan, densitas, kekuatan mekanis atau tarik, ketahanan abrasi, ketahanan panas, transparansi, warna, dll. Dalam protein, perbedaan ini memberi polimer kemampuan untuk menerapkan konformasi aktif secara biologis dalam preferensi pada protein lainnya (lihat {{ill|swasusun|en|self-assembly}}).
 
[[Berkas:Plastic household items.jpg|thumbjmpl|250px|Peralatan rumah tangga yang terbuat dari berbagai jenis plastik.]]
 
Orang telah menggunakan polimer organik alami selama berabad-abad dalam bentuk lilin dan {{ill|gom lak|en|shellac}} yang diklasifikasikan sebagai polimer termoplastik. Sebuah polimer tanaman yang disebut [[selulosa]] memberikan kekuatan tarik untuk serat dan tali alami, dan pada awal abad ke-19, karet alam banyak digunakan. Polimer adalah bahan baku (resin) yang digunakan untuk membuat apa yang sering disebut plastik. Plastik adalah produk akhir, dibuat setelah satu atau lebih polimer atau aditif telah ditambahkan pada resin selama pemrosesan, yang kemudian dibentuk menjadi bentuk akhir. Polimer yang telah beredar, dan yang saat ini digunakan secara luas, termasuk yang berbasis karbon: [[polietilena]], [[polipropilena]], [[polivinil klorida]], [[polistirena]], [[nilon]], [[poliester]], [[Resin akrilik|akrilik]], [[poliuretan]], dan [[polikarbonat]], serta yang berbasis silikon: [[silikone]]. Plastik umumnya diklasifikasikan sebagai plastik "komoditas", "khusus" dan "teknik".
 
=== Bahan komposit ===
[[Berkas:Stsheat.jpg|thumbjmpl|250px|Simulasi bagian luar [[pesawat ulang alik]] ketika mengalami pemanasan hingga lebih dari {{Val|1500|u=°C}} saat memasuki atmosfer.]]
[[Berkas:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumbjmpl|250px|Anyaman [[filamen]] [[serat karbon]], unsur yang umum dalam [[bahan komposit]].]]
{{Main|Bahan komposit}}
 
 
=== Semikonduktor ===
[[Berkas:Siliconchip by shapeshifter.png|thumbjmpl|Chip semikonduktor pada substrat kristal silikon.]]
{{Main|Semikonduktor}}
[[Semikonduktor]] adalah bahan yang memiliki tahanan (dan konduktivitas) listrik antara konduktor logam dan isolator non-logam. Mereka dapat dijumpai pada [[tabel periodik]] mulai dari [[boron]] ditarik diagonal ke kanan. Mereka memisahkan konduktor listrik (atau logam, di sebelah kiri) dengan isolator (di sebelah kanan).
=== Nanomaterial ===
{{Main|Nanoteknologi}}
[[Berkas:Nano Si 640x480.jpg|thumbjmpl|Silikon curah (kiri) dan serbuknano silikon (kanan).]]
Banyak padatan tradisional menunjukkan sifat yang berbeda saat mereka mengecil ke ukuran nanometer. Sebagai contoh, emas yang biasanya kuning, dan silikon yang biasanya abu-abu, menjadi berwarna merah; nanopartikel emas meleleh pada suhu yang jauh lebih rendah (~{{val|300|u=°C}} dengan ukuran {{val|2.5|u=nm}}) daripada lempengan emas ({{val|1064|u=°C}});<ref>{{Cite journal|last1 = Buffat|first1 = Ph.|last2 = Borel|first2 = J.-P. |title = Size effect on the melting temperature of gold particles
|journal = Physical Review A|volume = 13|issue = 6
 
{{Main|Biomaterial}}
[[Berkas:Woven bone matrix.jpg|thumbjmpl|250px|[[Serat]] [[kolagen]] pada [[tulang]] beranyam.]]
 
Banyak bahan alami (atau biologis) adalah komposit kompleks dengan sifat mekanik yang luar biasa. Struktur kompleks ini, yang telah muncul dari ratusan juta tahun evolusi, adalah bahan inspirasi para ilmuwan dalam merancang bahan baru. Karakteristik mereka yang menentukan meliputi hirarki struktural, multifungsi dan kemampuan swasembuh (''self-healing''). Swakelola (''self-organisation'') juga merupakan ciri mendasar dari banyak bahan biologis dan cara pembentukan struktur dari tingkat molekuler. Dengan demikian, {{ill|swasusun|en|self-assembly}} muncul sebagai strategi baru dalam sintesis kimia biomaterial berkinerja tinggi.
 
=== Mekanis ===
[[Berkas:Torres1.jpg|thumbjmpl|300px|Pembentukan batuan [[granit]] di [[Chile]]an [[Patagonia]]. Seperti kebanyakan [[mineral]] [[anorganik]] yang terbentuk melalui oksidasi dalam atmosfer Bumi, kandungan utama granit adalah [[kristal]] [[silika]] SiO<sub>2</sub> dan [[alumina]] Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.]]
 
Sifat mekanis bahan menggambarkan karakteristik seperti [[kekuatan bahan|kekuatan]] dan ketahanannya terhadap deformasi. Sebagai contoh, balok baja digunakan dalam konstruksi karena kekuatannya yang tinggi, yang berarti bahwa keduanya tidak pecah atau ditekuk secara signifikan di bawah beban yang diterapkan.
 
=== Termal ===
[[Berkas:1D normal modes (280 kB).gif|thumbjmpl|250px|{{Ill|Moda normal|en|Normal mode}} [[Vibrasi molekul|vibrasi atom]] dalam padatan [[kristal]].]]
 
Oleh karena padatan memiliki [[energi termal]], atom-atom mereka bervibrasi di sekitar posisi yang tetap di dalam kisi tertata (atau tak tertata). Spektrum vibrasi kisi dalam jaringan kristal atau kaca menyediakan dasari untuk [[Fonon|teori kinetika padatan]]. Gerak ini terjadi pada level atom, sehingga tidak dapat diamati atau dideteksi tanpa peralatan yang memadai, seperti yang digunakan dalam [[spektroskopi]].
=== Listrik ===
 
[[Berkas:Flyingsuperconductor.ogg|thumbjmpl|250px|Video levitasi superkonduksi dari [[Itrium barium tembaga oksida|YBCO]].]]
 
Sifat listrik mencakup [[Konduktivitas listrik|konduktivitas]], tahanan, [[impedansi]] dan [[kapasitansi]]. Konduktor listrik seperti logam dan logam paduan berlawanan sifat dengan insulator listrik seperti kaca dan keramik. [[Semikonduktor]] berperilaku di antara keduanya. Sementara konduktivitas dalam logam disebabkan oleh elektron, elektron dan lubang-lubang berkontribusi terhadap arus dalam semikonduktor. Dengan kata lain, ion mendukung arus listrik dalam [[Konduktor ion cepat|konduktor ionik]].