stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Chất rắn
Phân loại > Khoáng chất

Bài chi tiết: Khoáng chất
Khoáng chất là chất rắn có trong tự nhiên được hình thành thông qua các quá trình địa chất khác nhau dưới áp suất cao. Khoáng chất có thành phần cấu tạo đa dạng, từ các nguyên tố và muối đơn giản đến các hợp chất silicat rất phức tạp với hàng ngàn dạng hình thể. Ngược lại, một mẫu đá là một tập hợp ngẫu nhiên của các khoáng chất và/hoặc mineraloid, và không có thành phần hóa học cụ thể. Phần lớn các loại đá trong vỏ Trái Đất có chứa thạch anh (tinh thể SiO2), felspat, mica, clorit, cao lanh, calcit, créatinine, olivin, augit, hornblend, magnetit, hematit, limonit và một số khoáng chất khác. Một số khoáng chất như thạch anh, mica hoặc fenspat phổ biến, trong khi những khoáng chất khác chỉ được tìm thấy ở một số địa điểm trên toàn thế giới. Nhóm khoáng chất lớn nhất cho đến nay là silicat (hầu hết các loại đá có thành phần chứa ≥ 95% silicat), được cấu tạo phần lớn từ silic và oxy, với sự bổ sung của các ion nhôm, magiê, sắt, calci và các kim loại khác.
Phân loại > Gốm thủy tinh

Bài chi tiết: Gốm thủy tinh
Vật liệu gốm thủy tinh có nhiều đặc tính giống với cả thủy tinh (vô định hình) và gốm kết tinh (tinh thể). Chúng được tạo thành dưới dạng thủy tinh, và sau đó được kết tinh một phần bằng cách xử lý nhiệt, tạo ra cả pha vô định hình và pha tinh thể để các hạt tinh thể được phân bố đều trên nền pha vô định hình.
Gốm thủy tinh được sử dụng để làm dụng cụ nấu ăn (ban đầu được biết đến với tên thương hiệu Pyroceram và Vision của hãng CorningWare) và mặt bếp do có hệ số truyền nhiệt cao, tính chịu nhiệt tốt, không dẫn điện, và trong suốt. Hệ số giãn nở nhiệt âm của pha gốm kết tinh có thể cân bằng với hệ số dương của pha thủy tinh. Tại một điểm kết tinh nhất định (khoảng 70% thể tích cấu trúc là pha tinh thể) gốm thủy tinh có hiệu hệ số giãn nở nhiệt gần bằng không.
Gốm thủy tinh có những ưu điểm như tính bền trong điều kiện nhiệt độ thay đổi nhanh, ổn định về mặt hóa học, dễ gia công cơ khí, và chịu mài mòn tốt. Gốm thủy tinh cũng có thể xuất hiện ngoài tự nhiên khi sét đánh vào các hạt tinh thể (ví dụ như thạch anh) có trong cát biển. Trong trường hợp này, nhiệt độ cực cao và tức thời của tia sét (khoảng 2.500 °C) làm nóng chảy tinh thể, tạo ra cấu trúc rỗng và phân nhánh được gọi là fulgurite.
Phân loại > Chất rắn hữu cơ

Hóa học hữu cơ nghiên cứu cấu trúc, tính chất, thành phần, phản ứng và điều chế bằng cách tổng hợp (hoặc các phương tiện khác) các hợp chất hóa học của cacbon và hydro, có thể chứa bất kỳ nguyên tố nào khác như nitơ, oxy và các halogen: flo, clo, brom và iod. Một số hợp chất hữu cơ cũng có thể chứa các nguyên tố phosphor hoặc lưu huỳnh. Ví dụ về chất rắn hữu cơ bao gồm gỗ, sáp parafin, naphthalene và nhiều loại polyme và chất dẻo.
Phân loại > Chất rắn hữu cơ > Gỗ

Bài chi tiết: Gỗ
Gỗ là một vật liệu hữu cơ tự nhiên chủ yếu bao gồm các sợi xenlulo được phân bố đều trong nền lignin. Về tính chất cơ học, sợi trong gỗ có độ bền đứt cao và nền ma trận lignin (vốn là những polymer hữu cơ phức tạp) giúp gỗ chịu nén tốt. Vì vậy, gỗ là một vật liệu xây dựng quan trọng kể từ khi con người bắt đầu xây dựng nơi ở và đóng tàu thuyền. Gỗ được sử dụng cho công việc xây dựng thường được gọi là gỗ xẻ hoặc gỗ mộc. Trong xây dựng, gỗ không chỉ là vật liệu kết cấu mà còn được dùng để tạo khuôn để đổ bê tông.
Vật liệu làm từ gỗ cũng được sử dụng rộng rãi để đóng gói (ví dụ như bìa cứng) và giấy, cả hai đều được tạo ra từ bột giấy. Quá trình sản xuất bột giấy theo phương pháp hóa học sử dụng sự kết hợp của nhiệt độ cao và hóa chất kiềm (kraft) hoặc axit (sulfit) để phá vỡ các liên kết hóa học của lignin trước khi đốt cháy.
Phân loại > Chất rắn hữu cơ > Polymer

Bài chi tiết: Polyme
Polyme là nhóm những hợp chất cao phân tử được tạo thành từ những đơn vị cấu trúc được lặp đi lặp lại, liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, hình thành một phân tử dạng mạch dài. Nếu polyme chỉ gồm một loại đơn vị cấu trúc tạo nên, thì sẽ được gọi là polyme đồng thể (homopolymer); nếu có từ hai loại polyme khác nhau cùng tham gia cấu tạo nên phân tử polyme, thì sẽ được gọi là polyme đồng trùng hợp (copolymer). Một trong những sản phẩm polyme đơn giản nhất là polyetylen được hình thành từ quá trình polyme hóa những phân tử etylen. Hai nhóm polyme chính tồn tại: những polyme được sản xuất nhân tạo được gọi là polyme công nghiệp hoặc polyme tổng hợp (chất dẻo) và những loại có nguồn gốc tự nhiên là polyme sinh học.
Những đơn vị cấu trúc lặp lại này được gọi là monome. Các monome có thể có nhiều nhóm thế hoặc các nhóm chức khác nhau, có thể ảnh hưởng đến những tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như tính hòa tan và tính hoạt hóa, cũng như những tính chất vật lý, như độ cứng, tỷ trọng, độ bền cơ học hoặc độ bền kéo, khả năng chống mài mòn, tính chịu nhiệt, độ trong suốt, màu sắc, v.v.. Trong protein, những khác biệt này cho phép polyme có khả năng áp dụng cấu trúc hoạt động sinh học ưu tiên hơn những cấu trúc khác (xem phần tự lắp ráp).
Con người đã sử dụng polyme hữu cơ tự nhiên trong nhiều thế kỷ dưới dạng sáp và shellac, được xếp vào loại polyme nhiệt dẻo. Một loại polyme thực vật có tên là cellulose cung cấp độ bền kéo cho sợi tự nhiên và dây thừng. Vào đầu thế kỷ 19, cao su tự nhiên, một loại polyme hữu cơ tự nhiên, đã được sử dụng rộng rãi. Polyme là nguyên liệu thô (dưới dạng nhựa dẻo – resin) được sử dụng để tạo ra chất dẻo. Nhựa (plastics) là sản phẩm cuối cùng, được tạo ra sau khi một hoặc nhiều polyme hoặc chất phụ gia được thêm vào resin trong quá trình chế biến, sau đó được định hình thành dạng cuối cùng. Các loại polyme đã có từ lâu và đang được sử dụng rộng rãi hiện nay, bao gồm polyetylen gốc cacbon, polypropylen, polyvinyl chloride, polystyren, nylon, polyeste, acrylic, polyurethane và polycarbonat, và silicon gốc silicon. Nhựa thường được phân loại là nhựa "hàng hóa", "đặc thù" và "kỹ thuật".
Phân loại > Vật liệu composite

Bài chi tiết: Vật liệu composite
Composite là loại vật liệu đa pha, với các pha khác nhau về mặt hóa học và phân cách nhau bằng ranh giới pha, được tạo ra nhờ quá trình kết hợp nhân tạo từ những vật liệu khác nhau nhằm tạo ra những đặc tính mà từng vật liệu thành phần không có được. Một chất chỉ được gọi là vật liệu composite khi thỏa mãn được ba điều kiện. Thứ nhất, vật liệu phải được sản xuất nhân tạo (do vậy, các loại vật liệu tự nhiên như gỗ không được xem là vật liệu composite). Thứ hai, vật liệu cấu tạo từ nhiều pha có tính chất vật lý và hóa học khác nhau, các pha phân bố đều đặn, phân cách nhau bằng ranh giới pha. Thứ ba, vật liệu composite phải có tính chất khác biệt với tính chất của từng loại cấu tử tạo thành riêng rẽ. Hai loại vật liệu chính của composite là vật liệu nền (matrix) và vật liệu cốt (fiber). Ngoài ra, trong quá trình sản xuất, composite còn được thêm vào chất liên kết, chất bao phủ, và chất độn. Vật liệu nền có nhiệm vụ gắn kết và phân bố cốt, đồng thời truyền lực tác động bên ngoài đến vật liệu cốt. Dựa theo loại vật liệu nền, có thể phân loại composite thành ba nhóm: composite nền chất dẻo (polyme) – PMC, composite nền kim loại – MMC, và composite nền ceramic – CMC.
Vật liệu composite được ứng dụng rất đa dạng, từ những vật liệu kết cấu như bê tông cốt thép, đến gạch cách nhiệt vốn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống bảo vệ nhiệt tàu con thoi của NASA; loại gạch này được sử dụng để bảo vệ bề mặt của tàu con thoi khỏi sức nóng gây ra do bầu khí quyển trong hành trình bay về Trái Đất. Một ví dụ của loại vật liệu cách nhiệt này là Cacbon gia cường–Cacbon (RCC), có thể chịu được nhiệt độ lên đến 1510 °C (2750 °F), giúp bảo vệ nắp mũi và các cạnh đầu của cánh tàu con thoi. RCC là vật liệu composite cấu tạo gồm nhiều lớp vải rayon than chì và được tẩm nhựa phenolic. Sau khi lưu hóa ở nhiệt độ cao trong lò sấy, những tấm RCC được nhiệt phân để chuyển nhựa thành carbon, được ngâm tẩm với cồn furfural trong buồng chân không, và sau đó được nhiệt phân để chuyển từ cồn furfural thành cacbon. Để cung cấp khả năng chống oxy hóa giúp RCC có thể tái sử dụng, các lớp bên ngoài RCC được chuyển thành carbide silic.
Những vật dụng gia dụng làm bằng vật liệu composite bao gồm vỏ nhựa của TV, điện thoại di động, v.v. Vỏ nhựa của những thiết bị này là loại vật liệu composite nền nhựa nhiệt dẻo như Acrylonitrin butadien styren (ABS) trong đó đá phấn calci cacbonat, bột talc, sợi thủy tinh hoặc sợi cacbon đã được thêm vào để tăng cường độ bền, khối lượng, hoặc tính phân tán tĩnh điện. Những chất bổ trợ này thường được gọi là sợi gia cường hoặc chất phân tán, tùy thuộc vào mục đích sử dụng của chúng.
Do đó, vật liệu nền bao quanh và hỗ trợ các vật liệu gia cường (vật liệu cốt) bằng cách duy trì vị trí tương đối của chúng. Vật liệu gia cường bổ sung các tính chất cơ học và vật lý đặc biệt của chúng nhằm giúp tăng cường các đặc tính của vật liệu nền. Sự kết hợp tương hỗ này tạo ra các thuộc tính vật liệu không có sẵn từ các vật liệu cấu thành riêng lẻ, đồng thời, sự đa dạng của vật liệu nền và vật liệu tăng cường giúp những nhà thiết kế sản phẩm có thể chọn ra công thức phối trộn tối ưu.
Phân loại > Chất bán dẫn

Bài chi tiết: Chất bán dẫn
Chất bán dẫn là vật liệu có giá trị điện trở suất (và độ dẫn điện) nằm giữa giá trị điện trở suất của chất dẫn điện kim loại và chất cách điện phi kim loại. Chúng có thể được tìm thấy trong bảng tuần hoàn di chuyển theo đường chéo xuống từ nguyên tố Bo. Những nguyên tố bên trái là vật liệu dẫn điện (kim loại) còn những nguyên tố bên phải là chất cách điện.
Những thiết bị làm từ vật liệu bán dẫn là nền tảng của ngành điện tử hiện đại, bao gồm radio, máy tính, điện thoại, v.v. Những linh kiện bán dẫn bao gồm bóng bán dẫn, pin mặt trời, điod và mạch tích hợp. Tấm quang điện mặt trời là thiết bị bán dẫn lớn, trực tiếp biến đổi ánh sáng thành năng lượng điện.
Trong một vật dẫn điện kim loại, dòng điện được mang theo bởi dòng di chuyển electron, nhưng trong chất bán dẫn, dòng điện có thể được di chuyển bởi các electron hoặc bởi các "lỗ trống" tích điện dương trong cấu trúc dải điện tử của vật liệu. Các vật liệu bán dẫn phổ biến bao gồm silic, germani và gali arsenua.
Phân loại > Vật liệu nano

Bài chi tiết: Vật liệu nano
Nhiều chất rắn truyền thống thể hiện các đặc tính khác nhau khi chúng được co lại ở kích thước nanomet. Ví dụ, các hạt nano của vàng và silicon (trạng thái bình thường là màu xám) có màu đỏ; các hạt nano vàng nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều (khoảng 300 °C trong kích cỡ 2,5 nm) so với vàng ở dạng tấm (1064 °C); và các sợi nano kim loại bền hơn nhiều so với chính kim loại đó ở dạng khối. Diện tích bề mặt của các hạt nano rất lớn, giúp chúng được quan tâm nghiên cứu để sản xuất một số ứng dụng nhất định trong lĩnh vực năng lượng. Ví dụ, kim loại bạch kim có thể được dùng làm chất xúc tác nhiên liệu ô tô hoặc pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEM). Ngoài ra, các oxit gốm (hoặc gốm kim loại) của lanthan, xeri, mangan và niken hiện đang được phát triển như pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC). Các hạt nano lithi, lithi-titanat và tantali đang được ứng dụng trong pin Li-ion. Các hạt nano silicon đã được chứng minh là có thể mở rộng đáng kể dung lượng lưu trữ của pin Li-ion trong chu kỳ giãn nở–co lại. Các sợi nano silicon có thể hoạt động tuần hoàn mà không bị suy giảm và có tiềm năng sử dụng trong pin với thời gian lưu trữ được mở rộng đáng kể. Các hạt nano silic cũng đang được sử dụng trong các pin năng lượng mặt trời dạng mới. Sự kết bám màng mỏng của các chấm lượng tử silicon trên nền silicon đa tinh thể của tế bào quang điện (năng lượng mặt trời) làm tăng sản lượng điện áp lên tới 60% bằng cách phát huỳnh quang của ánh sáng tới trước khi tiếp nhận. Ở đây một lần nữa, diện tích bề mặt của các hạt nano (và màng mỏng) đóng một vai trò quan trọng trong việc tối đa hóa lượng bức xạ được hấp thụ.
Phân loại > Vật liệu sinh học

Nhiều vật liệu tự nhiên (hoặc sinh học) là vật liệu tổng hợp phức tạp với các đặc tính cơ học đáng chú ý. Những cấu trúc phức tạp này, đã hình thành từ hàng trăm triệu năm tiến hóa, là nguồn cảm hứng cho các nhà khoa học vật liệu trong việc thiết kế các vật liệu mới. Các đặc điểm xác định của chúng bao gồm cấu trúc phân cấp, tính đa chức năng và khả năng tự phục hồi. Tính tự tổ chức cũng là một đặc điểm cơ bản của nhiều vật liệu sinh học và cách thức mà các cấu trúc được lắp ráp từ cấp độ phân tử trở lên. Do đó, tự sắp xếp (self-assembly) đang nổi lên như một chiến lược mới trong tổng hợp hóa học của vật liệu sinh học hiệu suất cao.
Tính chất vật lý

Tính chất vật lý của các nguyên tố và hợp chất cung cấp thông tin về thành phần hóa học bao gồm mùi, màu sắc, thể tích, tỷ trọng (khối lượng trên một đơn vị thể tích), điểm nóng chảy, điểm sôi, nhiệt dung, hình thể và hình dạng vật lý ở nhiệt độ phòng (rắn, lỏng hoặc khí; tinh thể lập phương, tam giác, v.v.), độ cứng, độ xốp, chỉ số khúc xạ và nhiều tính chất khác. Phần này thảo luận về một số tính chất vật lý của vật liệu ở trạng thái rắn.
Tính chất vật lý > Tính chất cơ học

Tính chất cơ học của vật liệu mô tả các đặc điểm như độ bền và khả năng chống biến dạng của chúng. Ví dụ, dầm thép được sử dụng trong xây dựng vì độ bền cao của chúng, có nghĩa là chúng không bị gãy hoặc uốn cong đáng kể dưới tải trọng.
Các tính chất cơ học bao gồm độ đàn hồi và độ dẻo, độ bền kéo, độ bền nén, độ bền cắt, độ bền đứt gãy, độ dẻo (những vật liệu giòn có độ dẻo thấp) và độ cứng lõm. Cơ học chất rắn là môn kỹ thuật nghiên cứu về hoạt động của vật chất rắn dưới các tác động bên ngoài như ngoại lực và sự thay đổi nhiệt độ.
Chất rắn không thể hiện tính chảy ở cấu trúc vĩ mô như chất lỏng. Bất kỳ mức độ nào khác với hình dạng ban đầu của nó được gọi là sự biến dạng. Tỷ lệ của sự biến dạng so với kích thước ban đầu được gọi là biến dạng. Nếu ứng suất tác dụng đủ thấp, hầu như tất cả các vật liệu rắn đều hoạt động theo cách mà biến dạng tỷ lệ thuận với ứng suất (định luật Hooke). Hệ số tỷ trọng được gọi là môđun đàn hồi hay môđun Young. Vùng biến dạng này được gọi là vùng đàn hồi tuyến tính. Ba mô hình có thể mô tả cách một vật rắn phản ứng với một ứng suất:
Tính đàn hồi – Khi một ứng suất tác dụng bị loại bỏ, vật liệu trở lại trạng thái bình thường (khi không biến dạng) của nó.
Nhớt đàn hồi – Đây là những vật liệu hoạt động đàn hồi, nhưng cũng có giảm chấn. Khi không còn ứng suất tác dụng, công được thực hiện để chống lại các hiệu ứng giảm biến dạng (do ma sát) và được chuyển thành nhiệt năng trong vật liệu. Điều này dẫn đến một vòng lặp trễ trong đường cong ứng suất–biến dạng. Điều này ngụ ý rằng phản ứng cơ học có sự phụ thuộc vào thời gian.
Tính dẻo – Khi ứng suất tác động lên vật liệu vốn có tính đàn hồi nhỏ hơn giá trị giới hạn chảy, vật liệu đó sẽ thể hiện tính đàn hồi. Khi ứng suất lớn hơn giới hạn chảy, vật liệu sẽ có tính dẻo và không trở lại trạng thái trước đó. Biến dạng dẻo xảy ra sau điểm giới hạn chảy có tính chất không thuận nghịch, trở nên bền vững cố định.
Nhiều vật liệu trở nên yếu hơn ở nhiệt độ cao. Vật liệu giữ được độ bền ở nhiệt độ cao được gọi là vật liệu chịu lửa; những loại vật liệu này được ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Ví dụ, gốm thủy tinh được sử dụng làm mặt bếp, vì có những đặc tính cơ học tốt và bền nhiệt trong điều kiện nhiệt độ thay đổi nhanh và liên tục lên đến 1000 °C. Trong ngành hàng không vũ trụ, các vật liệu hiệu suất cao được sử dụng trong thiết kế ngoại thất của máy bay và tàu vũ trụ phải có khả năng chống sốc nhiệt cao. Do đó, sợi tổng hợp được làm từ các polyme hữu cơ và các vật liệu composite – composite nền polyme, gốm, hoặc nền kim loại – và các polyme sợi gia cường hiện đang được thiết kế với mục đích này.
Tính chất vật lý > Tính chất nhiệt

Các nguyên tử hoặc phân tử chất rắn có vị trí nhất định trong mạng không gian, được sắp xếp theo trật tự nhất định trong không gian ba chiều, và có thể dao động xung quanh vị trí của chúng. Lý thuyết động học của chất rắn dựa trên lý thuyết quang phổ của dao động mạng tinh thể trong mạng lưới tinh thể hoặc thủy tinh. Chuyển động này xảy ra ở cấp độ nguyên tử, do đó không thể quan sát hoặc phát hiện được nếu không có thiết bị chuyên dụng cao, chẳng hạn như thiết bị được sử dụng trong quang phổ.
Tính chất nhiệt của chất rắn bao gồm tính dẫn nhiệt, là tính chất của vật liệu biểu thị khả năng dẫn nhiệt. Chất rắn cũng có nhiệt dung riêng, là khả năng tích trữ năng lượng của vật liệu dưới dạng nhiệt (hay dao động mạng tinh thể nhiệt).
Tính chất vật lý > Tính chất điện

Những tính chất điện của chất rắn bao gồm độ dẫn điện, điện trở, trở kháng và điện dung. Chất dẫn điện như kim loại và hợp kim có tính chất đối lập với những vật liệu cách điện như thủy tinh và gốm sứ. Chất bán dẫn có tính chất trung gian giữa hai loại vật liệu này. Đối với kim loại, sự dẫn điện được tạo ra do các electron, còn trong chất bán dẫn, cả electron và lỗ trống đều góp phần tạo ra dòng điện. Ngoài ra, trong vật dẫn ion, những ion cũng hỗ trợ tạo ra dòng điện.
Nhiều vật liệu cũng thể hiện tính siêu dẫn ở nhiệt độ thấp; chúng bao gồm các nguyên tố kim loại như thiếc và nhôm, các hợp kim kim loại khác nhau, một số chất bán dẫn được pha tạp chất nhiều và một số vật liệu gốm nhất định. Điện trở suất của hầu hết các vật dẫn điện kim loại thường giảm dần khi nhiệt độ hạ xuống, nhưng điểm giới hạn vẫn không quá thấp. Tuy nhiên, trong chất siêu dẫn, điện trở đột ngột giảm xuống bằng không khi vật liệu được làm lạnh dưới nhiệt độ tới hạn của nó. Dòng điện chạy trong một vòng dây siêu dẫn có thể tồn tại vô thời hạn mà không cần nguồn điện.
Chất điện môi, hay chất cách điện, là vật liệu có khả năng chống lại dòng điện chạy qua. Một chất điện môi, chẳng hạn như chất dẻo, có xu hướng tập trung điện trường đặt vào trong chính nó, đặc tính này được sử dụng trong tụ điện. Tụ điện là một thiết bị điện có thể lưu trữ năng lượng trong điện trường giữa một cặp vật dẫn đặt cách nhau gần nhau (gọi là "bản"). Khi đặt hiệu điện thế vào tụ điện, các điện tích có độ lớn bằng nhau, nhưng có điện cực trái dấu, tích tụ trên mỗi bản tụ. Tụ điện được sử dụng trong các mạch điện như thiết bị lưu trữ năng lượng, cũng như trong các bộ lọc điện tử để phân biệt giữa tín hiệu tần số cao và tần số thấp.
Tính chất vật lý > Tính chất điện > Tính chất cơ điện

Áp điện là khả năng của một số vật liệu (ở dạng tinh thể hoặc ceramic) sinh ra dòng điện và điện áp khi chịu tác dụng lực cơ học. Ngược lại, khi có hiệu điện thế đặt vào hai đầu tinh thể áp điện, chúng sẽ thay đổi hình dạng. Các vật liệu polyme như cao su, len, tóc, xơ gỗ và lụa thường hoạt động như những electret (một loại vật liệu điện môi). Ví dụ, polyme polyvinylidene fluoride (nhựa PVDF) phản hồi áp điện lớn hơn nhiều lần so với vật liệu áp điện truyền thống như thạch anh (SiO2 tinh thể). Độ biến dạng (khoảng 0,1%) có lợi cho các ứng dụng kỹ thuật hữu ích như nguồn điện cao thế, loa phóng thanh, tia laser, cũng như các cảm biến hoặc đầu dò hóa học, sinh học và quang học.
Tính chất vật lý > Tính chất quang học

Vật liệu có thể truyền ánh sáng (ví dụ như thủy tinh) hoặc phản xạ ánh sáng (ví dụ như kim loại). Ánh sáng có thể truyền xuyên qua vật liệu ở một số bước sóng trong khi bị chặn lại ở một số bước sóng khác. Ví dụ, kính cửa sổ trong suốt đối với ánh sáng nhìn thấy, nhưng lại ngăn sự truyền ánh sáng của tia cực tím. Đặc tính này được sử dụng cho các bộ lọc quang học hấp thu chọn lọc dựa trên bước sóng của ánh sáng tới.
Tùy vào mục đích, vật liệu rắn cần có cả tính chất quang học và cơ lý. Ví dụ, các cảm biến trên tên lửa di chuyển hồng ngoại ("tầm nhiệt") được bảo vệ bằng một lớp vật liệu bọc bên ngoài trong suốt đối với bức xạ hồng ngoại. Vật liệu hiện nay được lựa chọn cho các mái vòm tên lửa dẫn đường hồng ngoại tốc độ cao là saphir đơn tinh thể. Saphir có khả năng truyền ánh sáng trong phạm vi hồng ngoại trung bình (300 nm–5 µm), nhưng bắt đầu giảm ở bước sóng lớn hơn xấp xỉ 4,5 µm ở nhiệt độ phòng. Mặc dù độ bền của saphir tốt hơn so với các vật liệu vòm hồng ngoại tầm trung khác ở nhiệt độ phòng, nhưng nó lại yếu đi ở nhiệt độ trên 600 °C.
Truyền sóng bước sóng ánh sáng dẫn hướng liên quan đến sợi quang học và khả năng truyền đồng thời và có mức thất thoát cường độ thấp của một số loại thủy tinh nhất định, một dải tần số (ống dẫn sóng quang học dạng phức) với ít xảy ra hiện tượng nhiễu giữa chúng. Ống dẫn sóng quang được sử dụng làm thành phần trong mạch quang tích hợp hoặc làm phương tiện truyền dẫn trong hệ thống thông tin quang học.
Tính chất vật lý > Tính chất quang học > Quang–điện tử

Bài chi tiết: Pin Mặt Trời
Pin mặt trời hay tế bào quang điện (PV cell) là một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Về cơ bản, thiết bị chỉ cần thực hiện hai chức năng: tạo ảnh của hạt mang điện (electron và lỗ trống) trong vật liệu hấp thụ ánh sáng, và tách các hạt mang điện tới một tiếp điểm dẫn điện sẽ truyền điện (nói một cách đơn giản là mang electron tắt qua một kim loại tiếp xúc với một mạch ngoài). Sự chuyển đổi này được gọi là hiệu ứng quang điện và lĩnh vực nghiên cứu liên quan đến pin mặt trời được gọi là quang điện.
Pin mặt trời có nhiều ứng dụng. Từ lâu, chúng đã được sử dụng trong các trường hợp không có nguồn điện từ lưới điện, chẳng hạn như trong hệ thống điện ở vùng sâu vùng xa, vệ tinh quay quanh Trái Đất và tàu thăm dò không gian, máy tính cầm tay, đồng hồ đeo tay, điện thoại vô tuyến từ xa và các ứng dụng bơm nước. Gần đây hơn, chúng bắt đầu được sử dụng trong các cụm mô-đun năng lượng mặt trời (bảng quang điện) được kết nối với lưới điện thông qua một bộ biến tần, không hoạt động như một nguồn cung cấp duy nhất mà là một nguồn điện bổ sung.
Tất cả các tế bào năng lượng mặt trời đều cần một vật liệu hấp thụ ánh sáng có trong cấu trúc tế bào để hấp thụ các photon và tạo ra các điện tử thông qua hiệu ứng quang điện. Các vật liệu được sử dụng trong pin mặt trời có xu hướng có đặc tính là hấp thụ ưu tiên các bước sóng của ánh sáng mặt trời truyền đến bề mặt Trái Đất. Một số pin mặt trời cũng được tối ưu hóa để hấp thụ ánh sáng bên ngoài bầu khí quyển của Trái Đất.
Mô hình của các nguyên tử được sắp xếp chặt chẽ trong một tinh thể rắn.
Đỉnh tháp của Tòa nhà Chrysler ở New York – tòa nhà xây dựng bằng gạch kết cấu thép cao nhất thế giới – được ốp bằng thép không gỉ.
Một bộ sưu tập các khoáng chất khác nhau.
Bộ phận chịu lực bằng gốm Si3N4
Mặt bếp bằng gốm thủy tinh có độ bền cao, khả năng truyền nhiệt tốt, độ giãn nở nhiệt không đáng kể.
Các sợi bột gỗ riêng lẻ trong mẫu này có đường kính khoảng 10 µm.
Hình ảnh STM của các chuỗi siêu phân tử tự lắp ráp của chất bán dẫn hữu cơ quinacridone trên than chì.
Đồ gia dụng bằng nhựa các loại.
Mô phỏng bên ngoài của Tàu con thoi khi nó nóng lên hơn 1500 ° C trong quá trình vào lại khí quyển
Một vải dệt sợi carbon, một yếu tố phổ biến trong các vật liệu composite
Chip bán dẫn trên nền silicon kết tinh.
Silicon số lượng lớn (trái) và thuốc nano silicon (phải)
Sợi collagen của xương được dệt thành
Sự hình thành đá granit ở Patagonia thuộc Chile. Giống như hầu hết các khoáng chất vô cơ được hình thành do quá trình oxy hóa trong khí quyển Trái Đất, đá granit chủ yếu bao gồm tinh thể silica SiO2 và alumin Al2O3.
Các phương thức dao động nguyên tử bình thường trong chất rắn kết tinh.
Xenofrea murina

| Xenofrea murina> Phân loại khoa học |
| --- | --- |
Giới (regnum): Animalia
Ngành (phylum): Arthropoda
Lớp (class): Insecta
Bộ (ordo): Coleoptera
Phân bộ (subordo): Polyphaga
Liên họ (superfamilia): Cerambycoidea
Họ (familia): Cerambycidae
Chi (genus): Xenofrea
Loài (species): X. murina
Danh pháp hai phần
Xenofrea murina Néouze & Tavakilian, 2005 
Xenofrea murina là một loài bọ cánh cứng trong họ Cerambycidae.
Chú thích

↑  Bisby, F.A.; Roskov, Y.R.; Orrell, T.M.; Nicolson, D.; Paglinawan, L.E.; Bailly, N.; Kirk, P.M.; Bourgoin, T.; Baillargeon, G.; Ouvrard, D. (2011). “Species 2000 & ITIS Catalogue of Life: 2011 Annual Checklist”. Species 2000: Reading, UK. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2012.