目前在新材料領域中，正在形成一門新的分支學科——高分子智慧型材料，也有人稱機敏材料。高分子智慧型材料是通過有機和合成的方法，使無生命的有機材料變得似乎有了“感覺”和“知覺”。這類材料在實際生活中已有了套用，並正在成為各國科技工作者的嶄新研究課題，預計不遠的將來，這些材料將進入到我們的生活中。
基本介紹
- 中文名：高分子智慧型材料
- 外文名：Intelligent polymer materials
- 人稱：機敏材料
- 類型：正在形成一門新的分支學科
概述,智慧型塑膠,液晶膜,智慧型皮膚,其他,前景,
概述
數千年來，人們建造的建築物都是模擬動物的殼，天花板和牆壁都是密不透風，以便把建築物內外隔開。科學家正在研製一種能自行調溫調光的新型建築材料，這種製品叫“雲膠”，其成分是水和一種聚合物的混合物，這種聚合物的一部分是油質成分，在低溫時這種油質成分把水分子以一種冰凍的方式聚集在這種聚合物纖維周圍，就像“一件冰茄克衫”，這種像繩子似的聚合物是成串排列起來的，呈透明狀，可以透過90%的光線。當它被加熱時，這種聚合物分子就像“麵條在沸水裡”那樣翻滾，並拋棄他們的像冰似的“冰茄克衫”，使聚合纖維得以聚合在一起，此時“雲膠”又從清澈透明變成白色，可阻擋90%的光。這一轉變大部分情況下在兩三度溫差範圍內就能完成，並且是可逆的。
建築物如果具有像這樣的“皮膚”，就可以適應周圍的環境。當天氣寒冷時，它就變成透明的讓陽光照射進來。當天氣暖和且必須把陽光擋住是，她就變得半透明。一個裝有雲膠的天窗，當太陽光從天空的一端移向另一端時，能提供比較恆定得進光量。充滿雲膠的多層玻璃，不僅可作天花板，而且可作牆壁。
智慧型塑膠
德國著名的化學康采思巴斯夫公司正在研製一種智慧型塑膠，它可以按人們的需要時而變硬時而變軟. 這種名為“施馬蒂斯”的塑膠是由這家公司的工程師舒勒發明的。他在燒杯中倒人一種乳白色流體，用一根金屬棒攪拌，液體漸漸變稠，最後成為硬塊，接著硬塊又在頃刻之間變成液體。如果急速把金屬棒從液體中抽出，那么液體就會像膠水一樣把棒拉住，只有非常緩慢地提起，才能抽出金屬棒。據舒勒說，造成這種現象的原理是，這種塑膠的溶劑是水，其微小的顆粒排列整齊時呈液體狀，受到干擾時就呈固體狀。因而人們可通過各種外因來變換它的物理狀態。這種塑膠能自行消除外來的撞擊，特別適合於車輛的緩衝器,用這種塑膠製成的油箱即使被坦克壓過也不會破裂）用於建房則抗震性能特強，如果在橋樑鋼架上套上一層用這種塑膠製成的微型管道網，其中儲存有防鏽劑，一旦鋼架生鏽，管道會自行熔解，釋放出防鏽劑。以此製成的膠囊丸服用後，可到體內指定部位才釋放出藥物。
液晶膜
日本正在研製的用高分子聚碳酸酯與液晶結合而成的液晶膜或人工分離膜已在醫藥工業得到套用。比如，在醫療中，將薄膜做成膠囊狀，把消炎劑放入裡面，然後將膠囊埋入發炎部位，膠囊可依據患處發炎而引起的溫度變化，及時釋放出藥劑，達到預期的治療目的和治療效果，在食品工業方面，利用人工膜可研製出“辨味機器人”的味覺感知器，並可改進或製造所需的各種食品成分，又如用薄膜技術可濃縮葡萄汁，提高匍葡酒的味質；可製造低鹽分醬油，純化果汁，給食品著色等。這既可改進食品質量，增強人的食慾，又可擴大食品銷售市場，堤高食品工業的經濟效益。
智慧型皮膚
把高分子材料和感測器結合起來，已成為智慧型材料的一個新的特點。義大利在研製有“感覺”功能的“智慧型皮膚”，已處於世界領先地位。1994年，義大利比薩大學工程專家德·羅西根據人類皮膚有表皮和真皮（外層和內層）組織的特點，為機器人製造了一種由外層和內層構成的人造皮膚，這種皮膚不僅富有彈性，厚度也和真的皮膚差不多，為了使人造皮膚能“感知”物體表面的質感細節,德·羅西的研究小組還研製了一種特殊的表皮，這種表皮由兩層橡膠薄膜組成，然後在兩層橡膠薄膜之間到處放置只有針尖大小的感測器，這些感測器是由壓電陶瓷製成的，在受到壓力時，就產生電壓，受壓越大，產生的電壓也就越大。據報導，德·羅西製成的這種針尖大小的壓電陶瓷感測器很靈敏，對紙張上凸起的斑點也能感覺到，鋪上德·羅西研製的人造皮的機器人，可以靈敏地感覺到一片膠紙脫離時產生的拉力，或靈敏地感覺到一個加了潤滑劑的發動機軸承脫離時摩擦力突然變化的情況，迅速作出握緊反應。
其他
美國的一些橋樑專家正在研究主動式智慧型材料，能使橋樑出現問題時自動加固；美國密執安大學則在研究一種能自動加固的直升飛機水平旋翼葉片，當葉片在飛行中遇到疾風作用而猛烈振盪時，分布在葉片中的微小液滴就會變成固體而自動加固;人們還研究一種住宅用的“智慧型牆紙”，當住宅中的洗衣機等機器產生噪音時，智慧型牆紙可以使這種噪音減弱。
前景
總之，高分子智慧型材料已成為材料科學的一個重要研究領域，各國科學家正在為此作不懈的努力。從人類發展的歷史證明，每一種重要材料的發現和利用，都會把人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平，給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化，把人類物質文明和精神文明向前推進一步。可以肯定的說，終有一天各種各樣實用的智慧型材料會大量出現在我們的面前。
