Твёрдые тела: от строения к новым материалам

Деформация — изменение формы или объёма тела. Растяжение и сжатие меняют длину; изгиб сочетает их, сдвиг смещает слои, кручение поворачивает их друг относительно друга. При упругой деформации тело возвращается к прежней форме; при пластической — остаточно изменяется. Слишком большая нагрузка приводит к разрушению. Упругая — форма восстанавливается Пластическая — остаётся изменение

Прочность показывает, какую нагрузку материал выдерживает до разрушения; упругость — способен ли он восстановить форму после снятия нагрузки. В монокристалле свойства могут зависеть от направления: это анизотропия. Например, кристалл соли раскалывается преимущественно по определённым направлениям. В аморфных телах свойства обычно одинаковы по направлениям; они постепенно размягчаются при нагревании, а не плавятся при одной точной температуре. Монокристалл — анизотропия Аморфное тело — изотропия

Графен и другие двумерные материалы: исследуют тонкие слои и то, как их структура влияет на электрические и механические свойства. Сверхпроводники: ищут материалы, проводящие ток без электрического сопротивления, и выясняют, при каких условиях возникает это состояние. Материалы для батарей и электроники: изучают состав и внутреннюю структуру, чтобы улучшать хранение заряда, перенос тока и надёжность устройств. 2D-материалы — структура и свойства Сверхпроводимость — ток без сопротивления Батареи и электроника — заряд и перенос тока

Метаматериалы: учёные создают структуры, чьи свойства задаются не только веществом, но и геометрией элементов; исследуют, как управлять взаимодействием материала со светом и другими волнами. Общий принцип: менять состав и расположение частиц, измерять свойства, затем проверять материал в устройстве. Структура — задаёт отклик Волна — взаимодействие управляется

Строение твёрдого тела влияет на его механические и другие свойства. Исследования современных материалов направлены на то, чтобы управлять этой связью: создавать нужную прочность, гибкость, электрические и оптические характеристики.