SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA
SEMINARSKI RAD
Hibridni materijali, nanokompoziti
Bruno Penava 0036475322
Marijo Kvesić 0036471760
Tin Štimac 0036452574
Martin Đaković 0036457908
Zagreb, siječanj 2016.
4
2. Hibridni materijali
Potreba za lakšim, boljim i ekološki prihvatljivim materijalima svrnula je posljednjih
desetljeća zanimanje za nanostrukturne materijale, većinom kompozite u kojima je jedna od
faza nanometarske veličine, tzv. nanokompozite. Takvi se materijali zbog velike dodirne
površine među fazama mogu ponašati kao jednofazni materijali novih, sinergijskih svojstava.
No, u posljednje vrijeme se prefiks ''nano'' , samo zato što je moderan, pripisuje i sustavima
koji nisu uistinu nanostrukturni. Nanokompoziti s polimernom matricom obično se
pripravljaju na isti način kao i klasični polimerni kompoziti, umješivanjem punila
nanometarskih dimenzija u gotovu polimernu matricu ili u još neumreženi monomer. Pritom
je ključni problem postignuti dobro raspršenje punila u matrici, jer punilo teži stvaranju
nakupina mikrometarskih dimenzija, tvoreći zapravo klasične kompozite umjesto istinskih
nanokompozita. Stoga je kao alternativni način priprave nanostrukturnih materijala zanimljivo
stvaranje anorganske faze
in situ
, anorganskom polimerizacijom unutar polimerne matrice ili
usporedno s njome. Tako pripravljeni materijali nazivaju se organsko-anorganskim hibridnim
materijalima, kraće hibridima, jer je kod njih moguće postići međufazno mješanje na praktički
molekulskoj razini. To omogućuje ne samo kombiniranje svojstava obiju faza nego i stvaranje
novih materijala s istinski jedinstvenim svojstvima. Hibridi mogu varirati od gipkih i mekih
do krtih i tvrdih, ovisno o strukturi organske i anorganske komponente i udjelu obiju faza.
Osim hibrida s polimernom maticom tako postoje i hibridi kojima je glavna faza anorganska,
a organski modifikatori služe poboljšanju pojedinih svojstava, primjerice mehaničkih
(fleksibilnost monolita ili prevlaka), površinskih ( hidrofobnost organskih skupina na površini
pora) ili optičkih (bojila postojano vezana na anorgansku maticu). Zahvaljujući brojnim
mogućnostima kombiniranja organskih i anorganskih polaznih tvari i reakcija, mogu se
pripraviti materijali najrazličitijih struktura. No u praksi nije lako naći put do korisnog
primjenskog materijala, pogotovo što je potreban znatan trošak za ostvarenje poželjnih
svojstava.
Prvu općenito prihvaćenu podjelu hibridnih materijala predložio je
Sanchez
, koji ih je svrstao
s obzirom na postojanje kovalentne veze među fazama u I. skupinu ako je ne posjeduju i u II.
skupinu ako je posjeduju. Nedostatak te podjele je zanemarivanje primjetnog utjecaja
vodikovih veza na homogenost i svojstva hibrida.
