Hybridmaterialer ( engelsk hybridmaterialer ) - materialer opnået gennem vekselvirkning af kemisk forskellige komponenter (komponenter), oftest organiske og uorganiske, danner en specifik (krystallinsk, rumlig) struktur, der adskiller sig fra strukturerne af de originale reagenser, men som ofte arver visse motiver og funktioner oprindelige strukturer.
Hvis "basen" af materialet er organisk (polymere og andre strukturer), så kaldes sådanne materialer uorganisk-organisk ; hvis de derimod er organisk-uorganiske (metal-komplekse rammestrukturer, modificerede materialer baseret på ler, zeolitter osv.). I nogle tilfælde betragtes en blanding af rumligt fordelte faser ( komposit , nanokomposit ) også som et hybridmateriale, for eksempel hvis nanopartikler eller nanofibre er i en polymermatrix, men det er mere korrekt at klassificere som hybridmaterialer kun kompositter med en nogenlunde tydelig kemisk interaktion mellem komponenterne. Mange supramolekylære forbindelser, herunder metalkomplekser, svarer også til denne definition, men de betragtes normalt som en separat klasse af materialer. Nogle gange omtales nanopartikler med en kemisk modificeret overflade også som hybridmaterialer.
De vigtigste metoder til at opnå hybridmaterialer er interkalation, skabelonsyntese , sol-gel proces , hydrotermisk syntese . For naturlige kompositter varierer størrelsen af uorganiske partikler fra nogle få mikron til flere millimeter , og derfor er materialet inhomogent, hvilket nogle gange kan ses selv med det blotte øje. Hvis størrelsen af de uorganiske partikler af et sådant materiale reduceres til størrelsen af molekylerne i den organiske del (adskillige nanometer), så er det muligt at øge homogeniteten af kompositten og opnå forbedrede eller endda helt nye egenskaber af materialet . Sådanne kompositter omtales ofte som hybride nanomaterialer.
De uorganiske byggesten i sådanne materialer kan være nanopartikler, makromolekyler, nanorør, lagdelte stoffer (herunder ler, lagdelte dobbelthydroxider, nogle xerogeler). Antallet af organiske byggesten er enormt, så antallet af mulige kombinationer af organiske og uorganiske blokke er meget stort. Afhængigt af formålet opdeles hybridmaterialer i strukturelle , funktionelle (polyfunktionelle) og biouorganiske . Stoffer, der består af en uorganisk matrix dannet af forskellige silikater med indeslutninger af organiske molekyler, bruges således som fotokrome (skifter farve, når de bestråles med lys) og elektrokrome (skifter farve, når en elektrisk ladning passerer) materialer, hvis optiske egenskaber kan ændres ved at ændre den organiske komponent. Ved kompleksdannelse af lavmolekylære (medicinske) stoffer med partikler i nanostørrelse eller ved at skabe supramolekylære komplekser baseret på biopolymerer, hybridmaterialer, nanokonjugater opnås "to-sidede" partikler ( Janus-partikler ) med specifikke aktiviteter af deres komponenter.
Et meget bredt anvendelsesområde er forbundet med skabelsen af forskellige belægninger baseret på hybridmaterialer, som kan have øget mekanisk styrke og ridsefasthed. Der er også mulighed for at indføre yderligere komponenter i sådanne kompositter, hvilket giver belægningen specifikke, for eksempel hydrofobe egenskaber. Et typisk anvendelsesområde for hybridmaterialer i medicin er proteser , da sådanne materialer har mekanisk styrke på grund af den uorganiske del og god biokompatibilitet på grund af organiske molekyler. Hybride faste elektrolytter kombinerer de ion- og elektronledende egenskaber af forskellige organiske molekyler med den termiske stabilitet og styrke af en uorganisk matrix. En af de mest lovende anvendelser af hybride funktionelle materialer, primært baseret på forskellige morfologiske derivater af vanadiumoxider , er elektrodematerialer til moderne kemiske strømkilder. Hybridmaterialer bruges til fremstilling af heterooverfladesorbenter til kromatografi , sensorer , heterogene katalysatorer , magnetiske væsker, substrater til enzymimmobilisering samt sorbenter til tungmetaller og organiske forurenende stoffer.