L’estructura fa referència, en aquest cas, a la manera com es disposen els components interns d’un material. Hi ha diverses estructures significatives segons el nivell de grandària que hom consideri. L’estructura subatòmica correspon a la disposició dels electrons dins un àtom i a les interaccions que mantenen amb el nucli. L’estructura atòmica es refereix al tipus d’organització que presenten els àtoms i les molècules entre si. Els grans grups d’àtoms mútuament enllaçats constitueixen l’estructura microscòpica d’un material, que pot ésser estudiada amb les tècniques microscòpiques. Per fi, els components susceptibles d’observació a simple vista constitueixen l’estructura macroscòpica. El tipus i la magnitud de la resposta a uns estímuls específics expressen les propietats d’un material, i les definicions de les propietats són independents de la forma i la grandària del material. Totes les propietats importants dels materials sòlids s’agrupen en cinc categories: mecàniques, elèctriques, magnètiques, òptiques i químiques. Per a cadascuna de les categories hi ha un tipus característic d’estímul capaç de provocar diferents respostes. Les propietats mecàniques, com el mòdul elàstic i la resistència, relacionen la deformació amb la càrrega o la força aplicada. Pel que fa a les propietats elèctriques, com la conductivitat elèctrica i la constant dielèctrica, l’estímul és un camp elèctric. El comportament tèrmic dels sòlids és representat en funció de la capacitat calorífica i la conductivitat tèrmica. Les propietats magnètiques es refereixen a la resposta d’un material a un camp magnètic. En el cas de les propietats òptiques, com l’índex de refracció i la reflectivitat, l’estímul és la radiació electromagnètica o lumínica. I les propietats químiques es relacionen amb la reactivitat del material. Aquesta ciència avalua l’aptitud d’un material per a una aplicació determinada, en primer lloc partint de les propietats del material, determinades per la seva estructura, i en segon lloc considerant, entre altres aspectes, les condicions de servei a què estarà sotmès, les degradacions que pot experimentar, les conseqüències ambientals i els factors econòmics. D’altra banda, com és el cas dels materials biocompatibles en medicina, també explora les possibilitats de formular materials nous que s’adeqüin a una aplicació determinada, o, a la inversa, mira de trobar camps d’aplicació per a materials experimentals, per exemple, els que presenten memòria de forma o els superconductors. Finalment, l’àmbit d’aquesta disciplina s’estén fins a l’elaboració i la millora de les tècniques de fabricació dels productes acabats, i de les que permeten d’allargar la vida útil dels materials en servei o de reutilitzar-los.
f
Tecnologia