Глава V. Раздел 6. Нанокомпозитные материалы
Будет некоторой банальностью постулировать, что сходные группы материалов
обладают и сходными же свойствами. Если мы имеем в виду металл или сплав, да-
же неизвестный, то можно с большой долей уверенности предположить, что он бу-
дет обладать свойствами, присущими и другим металлам или сплавам - высокой
прочностью, пластичностью, хорошими
электропроводностью и теплопроводно-
стью и т.д. Если это вяжущее типа бетона, то этот материал будет обладать свойст-
венной бетону высокой жесткостью и хрупкостью. Однако, имеется группа мате-
риалов, обладающая необычным сочетанием свойств разнородных материалов.
Железобетон позволяет сооружать конструкции, выдерживающие большие изги-
бающие нагрузки (пролеты мостов, оболочки), которые противопоказаны исходно-
му бетону, поскольку он растрескивается при достаточно небольших изгибающих
нагрузках.
Прочность двух стержней одинакового сечения из сходных материалов, древе-
сины и бамбука, существенно отличается - бамбук приблизительно в два раза более
прочен и гибок. Необыкновенным сочетанием прочности, жесткости и легкости ха-
рактеризуются кости животных и человека. Особенно высоки характеристики
трубчатых костей птиц
, имеющих минимальный вес. Изготовленные из любого из
известных материалов подобные изделия имели бы несравненно большую массу.
Такие материалы, сочетающие в себе свойства, присущие порознь нескольким ма-
териалам, называются обычно композиционными материалами (КМ). С точки зре-
ния диалектики ничего необычного в том, что, что совместная работа разнородных
материалов дает эффект, равносильный
созданию нового материала, свойства ко-
торого как качественно, так и количественно отличаются от свойств материалов и
компонентов, его составляющих и образующих.
История композиционных материалов насчитывает много веков, а представле-
ние о композиционных материалах заимствовано человеком у природы. Уже на
ранних стадиях развития цивилизации человек для строительства использовал кир-
пич из глины
, в которую замешивалась солома, придававшая повышенную проч-
ность или делал составные луки, обладавшие в прямом смысле слова мозгоушиби-
тельной дальнобойностью. Можно сказать, что большинство используемых мате-
риалов являются композитными в том или ином смысле, даже человек, закатанный
под асфальт или в бочку с бетоном. Одним из наиболее ярких примеров композит-
ного материала является фиберглас из стеклянных волокон, скрепленных полимер-
ным связующим, структура которого повторяет структуру бамбука, где непрерыв-
ные волокна из целлюлозы находятся в более пластичной матрице с низким моду-
лем.
Все эти материалы являются результатом объемного сочетания разнородных
компонентов с разными свойствами, и при этом композиции имеют свойства, кото-
рых
не имеют отдельные составляющие. При этом можно выделить основу или