雜化材料

雜化材料（Hybrid material）包含有二種在納米或分子水平成份的複合材料。一般，這種複合物成份的一種是無機；另一種是自然界中有機物。它和傳統複合物不同；後者成份的尺寸在微米至毫米範圍宏觀尺寸。雜化材料在微觀尺度混合；內部較均勻；使它顯示的不是介於二相間的特性，而顯示出新特性。

許多自然材料包含無機和有機構成塊的大小在納米範圍。大多情況，無機部分提供機械強度且分佈在整個物體。而有機部份則和無機構塊連接。這種材料的典型例子是骨頭或珍珠母。

很多自然界的雜化材料都是由分佈在納米量級的無機和有機成分組成。通常情況下，無機成分會提供機械強度等特性，而有機成分主要是將各種無機成分鏈接起來，例如骨骼或者珍珠母。

世界上第一種雜化材料就是幾千年前人們用有機和無機成分合成的顏料。橡膠通常作為有機聚合物被各種無機材料所填充。1930年發明的溶膠-凝膠法對目前有機無機雜化材料的大範圍推廣應用起到了巨大的推動性作用。

匹茲堡大學斯萬森工程學院的研究人員於2015年發表的“使用活性雜化材料完成同步：耦合自振動凝膠和壓電薄膜” （Achieving synchronization with active hybrid materials: Coupling self-oscillating gels and piezoelectric films）一文中首次展示了一種雜化材料可以進行簡單的模式識別後，最近又發表了“通過材料計算機進行模式識別”（Pattern recognition with “materials that compute”）一文進一步介紹了他們取得的進展：利用這種敏感的BZ-PZ雜化材料，以自身的化學反應作為動力，進行模式識別。

在研究中，研究人員使用材料內在的屬性，來實現自動化功能。BZ凝膠無需外部刺激可以周期性振動，這種有節奏的振動，由發生在聚合物網路中的BZ反應提供能 量。同時，PZ在發生形變時，自發地產生一個電壓，相反地也可以通過外加電壓產生形變。“BZ-PZ”單元，結合了這些屬性，然後可以同電線連接這些單 元，設計一個設備可以在無需外部供電的情況下，感知、啟動、通信。這種設備，也可以用於計算，最終形成“材料計算機”。

基於有機和無機成分的鏈接方式，雜化材料可以分為兩類。ClassⅠ是兩種成分通過比較弱的化學鍵相連，例如范德瓦耳斯力，氫鍵，弱電場等；Class Ⅱ是成分之間通過較強的化學鍵連接，例如共價鍵。

不同的雜化材料同樣可以通過結構特性來區分。有機基團所包含的官能團可以依附於無機結構網路，例如三烷氧硅烷基團可以作為結構網路的表面修飾基團，因為在最終的無機網路結構中只能通過有機基團進行修飾。苯基三烷氧硅烷就是一個例子；將單一基團三烷氧硅烷基團利用溶膠-凝膠法來修飾二氧化硅網格結構來實現材料的進一步製備；包含反應生成的官能團的系統稱之為功能性網路。但是如果有兩種或者多種這類基團的話，情況就不一樣了，這會導致材料中的無機成分變成整個雜化結構網路中不可分割的一部分。後者往往被稱為結構網路模塊。如果無機和有機網路相互交聯並且沒有進行很強烈的化學反應，則形成交聯網路，例如在有機聚合物中使用溶膠凝膠法製備的材料。

• 無機基團或者納米顆粒在有機聚合物中可以體現出特殊的光學，電磁學特性。

• 純固體無機材料通常需要很高的溫度來加工，雜化材料相對來說更容易加工，因為有機無機相互交聯的雜化材料，有機成分更多，更像是聚合物反應。

• 均勻的雜化材料可以基本避免光散射，可以製得高透過率的材料。

金屬有機框架材料或金屬有機骨架材料（英語：Metal Organic Frameworks，縮寫：MOF）是新材料在金屬有機材料（MOM）中的一個重要分類。MOF是新無機有機材料中研究最熱門的一個領域，因為他們將兩門經常被分開的化學學科無機化學和有機化學結合了起來。MOF由有機配體配位的金屬原子或原子簇構成一維、二維或三維的結構。MOF可用於催化劑。