Úvod do nových materiálů

Nové materiály jsou nově vyvinuté nebo ve vývoji konstrukční materiály s vynikajícím výkonem a funkční materiály s vlastnostmi. Konstrukční materiály využívají především svých mechanických vlastností, jako je pevnost, houževnatost, tvrdost a elasticita. Jako jsou nové keramické materiály, amorfní slitiny (kovové sklo) atd. Funkční materiály využívají především své elektrické, optické, akustické, magnetické, tepelné a další funkce a fyzikální účinky. V posledních letech celosvětově studované a vyvíjené nové materiály zahrnují především nové kovové materiály, jemnou keramiku a optická vlákna atd.

S rozvojem vědy a techniky lidé vyvinuli nové materiály založené na tradičních materiálech a v souladu s výzkumnými výsledky moderní vědy a techniky. Nové materiály jsou klasifikovány do čtyř hlavních kategorií na základě jejich složek: kovové materiály, anorganické nekovové materiály (jako je keramika, polovodiče arsenidu galia atd.), organické polymerní materiály a kompozitní materiály. Materiály se podle vlastností dělí na konstrukční materiály a funkční materiály. Konstrukční materiály využívají především mechanické a fyzikální vlastnosti materiálů ke splnění požadavků na výkon, jako je pevnost, vysoká tuhost, vysoká tvrdost, odolnost proti vysokým teplotám, odolnost proti korozi a odolnost proti záření. Funkční materiály využívají k dosažení určitých funkcí především elektrické, magnetické, akustické, fototermické a další účinky materiálů, jako jsou polovodičové materiály, magnetické materiály, fotocitlivé materiály, termocitlivé materiály, stealth materiály a výrobní materiály, jaderné materiály pro vodíkové bomby atd. Nové materiály hrají ve stavebnictví významnou roli. Například úspěšný vývoj ultračistého křemíku a arsenidu galia vedl ke zrodu rozsáhlých integrovaných obvodů, které zvýšily výpočetní rychlost počítačů z několika set tisíckrát za sekundu na více než deset miliardkrát za sekundu. Na každých 100 °C zvýšení pracovní teploty materiálů leteckých motorů se tah může zvýšit o 24 %. Stealth materiály mohou absorbovat elektromagnetické vlny nebo snižovat infračervené záření zbraní a vybavení, což znesnadňuje nepřátelským detekčním systémům je detekovat atd.

Jedním z hlavních směrů technologického rozvoje 21. století je výzkum a aplikace nových materiálů. Výzkum nových materiálů představuje hlubší pokrok v chápání a aplikaci vlastností látek lidstvem.