Akademik

Основные методы получения гибридных материалов - интеркаляционный, темплатный синтез, золь-гель процесс, гидротермальная обработка. Для природных композитов размер неорганических частиц лежит в пределах от нескольких микрон до нескольких миллиметров, и поэтому материал получается неоднородным, что иногда можно заметить даже невооруженным глазом. Если уменьшать размер неорганических частиц такого материала до размера молекул органической части (несколько нанометров), то можно повысить однородность композита и получить улучшенные или даже абсолютно новые свойства материала. Такие вещества часто называют гибридными наноматериалами.

Неорганическими строительными блоками таких материалов могут являться наночастицы, макромолекулы, нанотрубки, слоистые вещества (включая глины, слоистые двойные гидроксиды, ксерогели на основе оксида ванадия). Число органических строительных блоков огромно, поэтому количество возможных комбинаций органических и неорганических блоков очень велико. В зависимости от назначения гибридные материалы разделяют на конструкционные, функциональные (полифункциональные), бионеорганические. Так, вещества, состоящие из неорганической матрицы, образованной различными силикатами, с включениями органических молекул применяют как фотохромные (изменяющие цвет при облучении светом) и электрохромные (изменяющие цвет при пропускании электрического заряда) материалы, оптические свойства которых можно менять, изменяя органическую составляющую. 

Очень широкая область применения связана с созданием различных покрытий на основе гибридных материалов, которые могут обладать повышенной механической прочностью и устойчивостью к царапинам. Существует также возможность введения в такие композиты дополнительных компонентов, что придает покрытию специфические, например, гидрофобные свойства. Типичной областью применения гибридных материалов в медицине является протезирование, поскольку такие материалы обладают механической прочностью за счет неорганической части и хорошей биосовместимостью за счет органических молекул. Гибридные твердые электролиты сочетают ион- и электронпроводящие свойства различных органических молекул с термостойкостью и прочностью неорганической матрицы. Одно из самых перспективных применений гибридных функциональных материалов, прежде всего на основе различных морфологических производных оксидов ванадия, - электродные материалы для современных химических источников тока. Гибридные материалы применяются для производства гетероповерхностных сорбентов для хроматографии, сенсоров, гетерогенных катализаторов, магнитных жидкостей, подложек для иммобилизации ферментов, а также сорбентов тяжёлых металлов и органических загрязнителей.