Нанокомпозитні матеріали і їх метафізичні властивості
нанокомпозитний метафізичний метаматеріал
Введення
Після того як сучасна фізика металів детально роз'яснила нам причини їх пластичності, міцності і її збільшення, почалася інтенсивна систематична розробка нових матеріалів. Це призведе, ймовірно, вже в уявлені майбутньому до створення матеріалів з міцністю, у багато разів перевищує її значення у звичайних сьогодні сплавів. При цьому велика увага буде приділятися вже відомим механізмам загартування сталі і старіння алюмінієвих сплавів, комбінаціям цих відомих механізмів з процесами формування і численними можливостями створення комбінованих матеріалів. Два перспективних шляху відкривають комбіновані матеріали, посилені або волокнами, або диспергованими твердими частинками. У перших у неорганічну металеву або органічну полімерну матрицю введені найтонші високоміцні волокна зі скла, вуглецю, бору, берилію, сталі або ниткоподібні монокристали. У результаті такого комбінування максимальна міцність поєднується з високим модулем пружності і невеликий щільністю. Саме такими матеріалами майбутнього є композиційні матеріали.
Метою даної роботи був розгляд нанокомпозитних матеріалів, їх метафізичних властивостей і практичне застосування.
Завданнями курсової роботи є:
. розгляд загальних закономірностей будови композитних наноматеріалів;
. розгляд незвичайних оптичних властивостей наноматеріалів;
. розгляд практичного застосування метаматеріалів.
1. Загальні закономірності будови композитних наноматеріалів
Новий клас композиційних матеріалів, так звані нанокомпозити, з'явився відносно недавно. Структура композитних наноматеріалів характеризується наявністю другої фази, розміри частинок якої становлять кілька (1-100) нанометрів.
Основні структурні параметри наночастинок - їх форма і розмір. Фізичні, електронні та фотофизические властивості наночастинок і кластерів, що визначаються їх надзвичайно високою питомою поверхнею (відношенням поверхні до об'єму), значно відрізняються від властивостей як блочного матеріалу, так і індивідуальних атомів. Наприклад, якщо розмір кристала золота зменшується до 5 нм, температура плавлення знижується на кілька сотень градусів. Властивості кінцевого нанокомпозиційного матеріалу залежать від природи взаємодії між фазами і будови міжфазних областей, об'ємна частка яких надзвичайно велика.
В навстоящее час найбільш широко використовуються наступні види нанорозмірних наповнювачів композитних наноматеріалів:
Вуглецеві нанотрубки і нановолокна, включаючи прості, подвійні і многостеночние нанотрубки; прості і графитизированного нановолокна і віскерси, а також нанотрубки з прищепленими шарами і функціональними групами.
На ринку представлені різні види відносно довгих (5-30 мкм), зазвичай - взаимопереплетение, нанотрубок і нановолокон (діаметром 1-20 нм), а також короткі легко діспергіруемие в різних середовищах нанотрубки і нановолокна довжиною 0 ,5-2 мкм і ...