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智能材料

BIOX.CN 2006-7-18 17:00:07 来源:生命经纬
 

20世纪80年代中期人们提出了智能材料(Smart Materials或者Intelligent Material System)的概念:智能材料是模仿生命系统,能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多种性能参数,作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司在导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间,仅为10分钟;在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。

智能材料是一种集材料与结构、智然处理、执行系统、控制系统和传感系统于一体的复杂的材料体系。它的设计与合成几乎横跨所有的高技术学科领域。构成智然材料的基本材料组元有压电材料、形状记忆材料、光导纤维、电(磁)流变液、磁致伸缩材料和智然高分子材料等。

智然材料的出现将使人类文明进入一个新的高度,但目前距离实用阶段还有一定的距离。今后的研究重点包括以下六个方面:

1 智能材料概念设计的仿生学理论研究

2 材料智然内禀特性及智商评价体系的研究

3 耗散结构理论应用于智能材料的研究

4 机敏材料的复合-集成原理及设计理论

5 智能结构集成的非线性理论

6 仿人智然控制理论




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