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La scienza dei materiali è una disciplina basata sulla chimica, sulla fisica e in parte sull'ingegneria, che tratta la progettazione, la produzione e l'uso di tutte le classi esistenti di materiali (tra cui i metalli, le ceramiche, i semiconduttori, i polimeri e i biomateriali) e l'interazione dei materiali con l'ambiente, la salute, l'economia e l'industria. Viene anche posta attenzione sull'utilizzo di metodiche analitiche, distruttive o non distruttive, di natura meccanica, chimica o fisica necessarie per lo studio delle proprietà dei materiali e per la determinazione della conformità relativa agli standard d'uso specifici.

I materiali da costruzione sono tutti i materiali, naturali e artificiali, normalmente impiegati nel lavoro per realizzare costruzioni edilizie e opere d'ingegneria civile (strade, ponti, canali, dighe, gallerie). Esistono vari tipi di materiali da costruzione, siano naturali sia artificiali, a cui se ne sono aggiunti sempre di nuovi. Il numero di questi materiali, in passato relativamente limitato, va continuamente aumentando col progredire della tecnica, mentre allo stesso tempo si è avuta una differenziazione dei sistemi impiegati per la loro produzione. L'elevato numero di materiali da costruzione dipende dal fatto che ognuno di essi presenta delle particolari proprietà, che lo fanno preferire agli altri a seconda degli scopi per i quali deve essere utilizzato.

In scienza dei materiali, un materiale composito è un materiale eterogeneo, cioè costituito da due o più fasi con proprietà fisiche differenti, le cui proprietà sono molto migliori di quelle delle fasi che lo costituiscono. Solitamente, le diverse fasi nel composito sono costituite da materiali diversi, come nel caso di compositi di fibra di carbonio e resina epossidica. Vi sono tuttavia delle eccezioni in cui le diverse fasi sono fatte dello stesso materiale, come ad esempio SiC/SiC e Polipropilene autorinforzato (SRPP). I materiali compositi possono essere sia artificiali che naturali. Alcuni esempi di materiali compositi presenti in natura sono il legno, in cui fibre di cellulosa sono disperse in una fase di lignina, e le ossa, in cui il collagene è rinforzato da apatite minerale.

Il termine materiale fa riferimento alla specifica natura chimico-fisica di un corpo (quale può essere ad esempio un manufatto, un minerale o un tessuto vegetale o animale) alla quale sia possibile associare a livello macroscopico un insieme di proprietà fisiche e tecnologiche (ad esempio: densità, conducibilità termica).

La fisica (termine che deriva dal latino physica, "natura" a sua volta derivante dal greco (τὰ) φυσικά ((tà) physiká), "(le) cose naturali", nato da φύσις (phýsis), entrambi derivati dall'origine comune indoeuropea) è la scienza della natura nel senso più ampio. Nata con lo scopo di studiare i fenomeni naturali, ossia tutti gli eventi che possono essere descritti, ovvero quantificati o misurati, attraverso grandezze fisiche opportune, al fine di stabilire principi e leggi che regolano le interazioni tra le grandezze stesse e le loro variazioni, mediante astrazioni matematiche, quest'obiettivo è raggiunto attraverso l'applicazione rigorosa del metodo scientifico, il cui scopo ultimo è fornire uno schema semplificato, o modello, del fenomeno descritto: l'insieme di principi e leggi fisiche relative a una certa classe di fenomeni osservati definiscono una teoria fisica deduttiva, coerente e relativamente autoconsistente, costruita tipicamente a partire dall'induzione sperimentale.