Методом параллельного синтеза с использованием золь-гель-технологии получены пленки композиций алифатического полиуретана с наночастицами двуокиси кремния, содержащие до 27.3 mol.% последней. Обнаружен нетривиальный характер изменения механических свойств этих материалов с увеличением концентрации наночастиц --- последовательный рост предельной деформации до разрушения и снижение модуля упругости и предела пластичности. Установлена корреляция наблюдаемых изменений механических характеристик с увеличением свободного объема в материале при повышении содержания SiO$$₂. Методом атомно-силовой микроскопии подтверждено наличие в изучаемых материалах развитой системы нанопор с характеристическими размерами от 15 до 100 nm.