智能材料的应用

智能材料的应用报告人：刘欢复合材料1001智能材料简介智能材料（Intelligentmaterial），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。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。一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。智能材料的应用建筑和结构工程领域航空航天领域抑制振动和噪声机器人医学领域日常生活将微型传感元件、微型计算机芯片、形状记忆合金、电流变体及压电材料等经设计后复合在结构体中，可研制出带有感知及判断能力，可自动加固及防护的自适应性智能结构，实现在线监测、自诊断、自预警、自修复，防止灾难性事故的发生。(1)建筑和结构工程领域自诊断混凝土自愈合混凝土自动加固的直升飞机水平旋转叶片：当叶片在飞行中遇到疾风而猛烈振动时,分布在叶片中的微小液滴变成固体自动加固叶片。（2）航空航天领域能经受恶劣环境,同时能对自己的状况进行自我诊断,并能阻止损坏和退化,能自动加固或自动修补裂纹,从而防止灾难性事故的发生。机翼用智能材料：在高性能复合材料中嵌入细小的光纤,光纤象神经那样感受机翼上承受的不同压力,光纤断裂时,光传输中断,发出事故警告。智能蒙皮:对于飞行器及潜水艇等，具有探测周围环境以及随外界条件变化而变化的能力的表皮(蒙皮)。检测飞行速度、温度、湿度等各种条件,并能对变化的环境做出反应，如抑制噪声和振动、维持座舱的通风、温度恒定、改变机翼形状等。对于材料内部的缺陷和损伤,能进行自诊断，确定缺陷和损伤部位并进行自修复、自适应。（3）抑制振动和噪声传感元件对结构的振动进行监测,驱动元件在微电子系统的控制下准确地动作以改变结构的振动状态——具有振动和噪声主动控制功能的智能结构.成功应用：减轻交通工具如汽车、飞机振动和噪声。压电材料将压电材料置于结构表面或内部用来感测振动,利用经过放大的输出功率去驱动另一个粘贴于不同区域的压电材料,来减小振动反应。——已成功应用于降低圆柱型卫星天线桅杆的振动。电(磁)流变体在复合材料悬臂梁的空腔内注入电流变体,通过外加电场改变电流变体的状态,从而实时控制梁的刚度、阻尼,实现了对结构整体振动的主动控制.（4）用于机器人形状记忆合金：能够感知温度或位移的变化,可将热能转换为机械能.如果控制加热或冷却,可获得重复性很好的驱动动作.刺激响应性高分子凝胶在机器人中的应用：触觉传感器、机器人手足和筋骨动作部分等.（5）在医学领域的应用智能药物释放体系——以智能材料为载体材料，根据病情所引起的化学物质和物理量(信号)的变化自反馈控制药物释放的通/断特性。智能胰岛素释放体系：可感知人体血糖浓度水平并做出反应，有效地把糖尿病患者的血糖浓度维持在正常水平。靶向抗癌药物：与癌细胞有很好的相容性和亲和性，能优先与癌细胞结合即能识别癌细胞，从而只对癌细胞产生作用，而不会对正常细胞产生影响。（6）用于日常生活智能纤维做成的服装：可随人体和环境温度的变化发生相变，起到空调的作用，使人体始终感受到适宜的温度。电致变色玻璃：在电场控制下，可以改变玻璃对同波长的光的透过能力，从而构成智能窗。谢谢！