Многофункциональный материал — это композиционный материал. Традиционный подход к разработке конструкций заключается в раздельном рассмотрении несущей функции и других функциональных требований. Однако в последнее время возрос интерес к разработке несущих материалов и конструкций, обладающих неотъемлемыми ненесущими функциями, что обусловлено недавними открытиями о том, как работают многофункциональные биологические системы.
При использовании традиционных конструкционных материалов было трудно добиться одновременного улучшения нескольких структурных функций, но растущее использование композитных материалов было частично обусловлено потенциалом таких улучшений. Многофункциональность может варьироваться от механических до электрических и тепловых функций. Наиболее широко используемые композиты содержат материалы с полимерной матрицей, которые обычно являются плохими проводниками. Повышенной проводимости можно добиться, например, за счет армирования композита углеродными нанотрубками.
Среди множества функций, которые могут быть реализованы, — передача энергии, электрическая/тепловая проводимость, распознавание и срабатывание, сбор/хранение энергии, способность к самовосстановлению, экранирование от электромагнитных помех (ЭМП), возможность вторичной переработки и биоразлагаемость. См. также функционально-классифицированные материалы, которые представляют собой композиционные материалы, в которых состав или микроструктура локально варьируются, так что достигается определенное изменение локальных свойств материала. Однако функционально классифицированные материалы могут быть разработаны для конкретных функций и применений.
Множество применений, таких как реконфигурируемые крылья самолетов, изменяющие форму аэродинамические панели для управления потоком, выхлопные трубы двигателей с изменяемой геометрией, лопатки турбин, конфигурация ветряных турбин при различной скорости ветра, микроэлектромеханические системы (микропереключатели), ячейки механической памяти, клапаны, микронасосы. , гибкое положение панели управления в солнечных элементах, инновационная архитектура (панели адаптивной формы для крыш и окон), гибкие и складные электронные устройства и оптика (зеркала, меняющие форму для активной фокусировки в адаптивных оптических системах).