Materjaliklassid

Neli traditsioonilist klassi ei ole meelevaldne liigitus — need on jaotatud seotuse järgi ja kõik ülejäänu tuleneb sellest. Metallidel on ühine delokaliseeritud elektronide meri, mis on korraga põhjus, miks nad juhivad soojust ja elektrit, miks nad on läbipaistmatud ja läikivad ning miks nad painduvad, mitte ei murdu: sidemed ei ole suunatud, nii et aatomitasandid saavad teineteisest mööda libiseda, ilma et struktuur lagune.

Keraamika seondub iooniliselt või kovalentselt, tugevate ja suunatud sidemetega. See teeb selle kõvaks, keemiliselt püsivaks ja kõrgeid temperatuure taluvaks ning teeb selle ka rabedaks — aatomitel ei ole lihtsat viisi libiseda, nii et pragu ei nüri miski ja see jookseb edasi. Oluline parandus on, et rabe ei tähenda nõrka. Keraamika on survel silmapaistev ja just seepärast hoiavad betoon, tellis ja kivi hooneid püsti; tõmbel on see ebausaldusväärne, kus üksainus defekt otsustab tulemuse.

Polümeerid on pikad kovalentsed ahelad, mida hoiavad koos nõrgad jõud, seega on need kerged, painduvad, isoleerivad ja odavad vormida. Väide "polümeer tähendab pehmet" on siiski vale — Kevlar ja UHMWPE on polümeerid, mille tugevuse ja massi suhe ületab terast. Komposiidid ühendavad seejärel klasse sihilikult nii, et iga faas teeks seda, milles ta hea on: jäigad rabedad kiud kannavad koormust, sitke maatriks kannab pinget nende vahel edasi ja peatab pragude jooksmise. Tulemus ei ole koostisosade keskmine, vaid parem kui kumbki neist — ja just seepärast komposiidid olemas ongi.