Po połączeniu dwóch lub więcej różnych materiałów wynikiem jest złożony. Pierwsze zastosowania kompozytów sięgają 1500 roku p.n.e. kiedy pierwsi Egipcjanie i osadnicy mezopotamscy używali mieszanki błota i słomy, aby tworzyć mocne i trwałe budynki. Słoma nadal zapewniała wzmocnienie starożytnym produktom kompozytowym, w tym ceramice i łodziom.
Później, w 1200 r., Mongołowie wymyślili pierwszy łuk kompozytowy. Używając kombinacji drewna, kości i „kleju zwierzęcego”, łuki prasowano i owijano korą brzozy. Łuki były mocne i dokładne. Złożone łuki mongolskie pomogły zapewnić dominację wojskową Czyngis-chana.
Narodziny „ery tworzyw sztucznych”
Współczesna era kompozytów rozpoczęła się, gdy naukowcy opracowali tworzywa sztuczne. Do tego czasu naturalne żywice pochodzące z roślin i zwierząt były jedynym źródłem klejów i spoiw. Na początku XX wieku opracowano tworzywa sztuczne, takie jak winyl, polistyren, fenol i poliester. Te nowe materiały syntetyczne przewyższały pojedyncze żywice pochodzące z natury.
Jednak same tworzywa sztuczne nie były w stanie zapewnić wystarczającej wytrzymałości do niektórych zastosowań konstrukcyjnych. Potrzebne było wzmocnienie, aby zapewnić dodatkową wytrzymałość i sztywność.
W 1935 roku Owens Corning wprowadził pierwsze włókno szklane, włókno szklane. Włókno szklane, w połączeniu z plastikowym polimerem stworzył niesamowicie mocną strukturę, która jest również lekka. To początek branży polimerów wzmacnianych włóknami (FRP).
II Wojna Światowa - innowacje we wczesnych kompozytach
Wiele z największych postępów w kompozytach było wynikiem wojennych potrzeb. Tak jak Mongołowie opracowali łuk kompozytowy, II wojna światowa wprowadziła przemysł FRP z laboratorium do rzeczywistej produkcji.
Potrzebne były alternatywne materiały do lekkich zastosowań w samolotach wojskowych. Inżynierowie wkrótce zauważyli inne zalety kompozytów, które są nie tylko lekkie i mocne. Odkryto na przykład, że kompozyty z włókna szklanego były przezroczyste dla częstotliwości radiowych, a materiał wkrótce został przystosowany do zastosowania w osłonach elektronicznych urządzeń radarowych (Radomes).
Dostosowywanie kompozytów: „Era kosmiczna” do „Codziennie”
Pod koniec II wojny światowej niewielki niszowy przemysł kompozytów zaczął się rozwijać. Przy niższym popycie na produkty wojskowe, niewielu innowatorów kompozytów próbowało teraz ambitnie wprowadzić kompozyty na inne rynki. Łodzie były jednym oczywistym produktem, który skorzystał. Pierwszy kompozytowy kadłub łodzi komercyjnej został wprowadzony w 1946 roku.
W tym czasie Brandt Goldsworthy, często nazywany „dziadkiem kompozytów”, opracował wiele nowych procesy produkcyjne i produkty, w tym pierwsza deska surfingowa z włókna szklanego, która zrewolucjonizowała sport.
Goldsworthy wynalazł również proces produkcyjny znany jako pultruzja, proces, który pozwala na uzyskanie odpowiednio silnych produktów wzmocnionych włóknem szklanym. Obecnie produkty wytwarzane w tym procesie obejmują szyny drabinowe, uchwyty narzędzi, rury, strzały, zbroje, podłogi pociągów i urządzenia medyczne.
Ciągły postęp w kompozytach
W latach 70 kompozyty przemysł zaczął dojrzewać. Opracowano lepsze żywice plastikowe i ulepszone włókna wzmacniające. DuPont opracował włókno aramidowe znany jako Kevlar, który stał się produktem z wyboru w zbroi ze względu na swoją wysoką wytrzymałość na rozciąganie, wysoką gęstość i lekkość. W tym czasie opracowano również włókno węglowe; coraz częściej zastępuje części wcześniej wykonane ze stali.
Przemysł kompozytów wciąż ewoluuje, a znaczna część wzrostu koncentruje się obecnie na energii odnawialnej. Szczególnie łopaty turbin wiatrowych stale przekraczają granice wielkości i wymagają zaawansowanych materiałów kompozytowych.
Patrząc w przyszłość
Trwają badania materiałów kompozytowych. Szczególnie interesujące są nanomateriały - materiały o wyjątkowo małych strukturach molekularnych - i polimery biologiczne.