智能材料何謂智能材料?現(xiàn)在還沒(méi)有嚴(yán)格的定義，但一般說(shuō)來(lái)，它指的是能感知環(huán)境條件并做出相應(yīng)“行動(dòng)”的材料。智能材料的行為與生命體的智能反應(yīng)有點(diǎn)類(lèi)似。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，太陽(yáng)鏡片中就含有某種材料，這種智能材料能感知周?chē)墓?，并能?duì)光的強(qiáng)弱做出判斷：當(dāng)周?chē)墓夂軓?qiáng)時(shí)，它就自行變暗：當(dāng)光較弱時(shí)，它又變得透明起來(lái)．智能材料（Intelligentmaterial），是一種能感知外部刺激，能夠判斷并適當(dāng)處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化?？茖W(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命。一般說(shuō)來(lái)，智能材料有七大功能，即傳感功能、反饋功能、信息識(shí)別與積累功能、響應(yīng)功能、自診斷能力、自修復(fù)能力和自適應(yīng)能力。

現(xiàn)在，科學(xué)家們正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設(shè)施以及地下管道等能自診其“健康”狀況，并能自行“醫(yī)治疾病”的材料。這方面，美國(guó)伊得諾大學(xué)的研究已初見(jiàn)成效，該大學(xué)建筑研究中心的卡羅琳?德賴(lài)開(kāi)發(fā)出了兩種“自愈合”纖維，這兩種纖維能分別感知混凝土中的裂縫和鋼筋的腐蝕，粘合裂縫的纖維是用玻璃絲和聚丙稀制成的多孔中空纖維，將其滲入混凝土中，在混凝土過(guò)度撓曲時(shí)，它被撕裂，從而釋放出一些化學(xué)物質(zhì)，來(lái)充填和粘合混凝土中的裂縫。德賴(lài)開(kāi)發(fā)的另一種纖維能感知造成鋼筋腐蝕的酸度。若把這種纖維包在鋼筋周?chē)?dāng)鋼筋周?chē)乃岫冗_(dá)到一定值時(shí)，纖維的涂層溶解，從纖維中釋放出阻止混凝土中的鋼筋被腐蝕的物質(zhì)。

在醫(yī)療方面，智能材料還被應(yīng)用于藥物自動(dòng)釋放系統(tǒng)上。日本東京女子醫(yī)學(xué)院已經(jīng)推出一種能根據(jù)血液中的葡萄糖濃度而擴(kuò)張和收縮的聚合物。葡萄糖濃度低時(shí)，該聚合物會(huì)縮成小球，葡萄糖濃度高時(shí)，小球會(huì)伸展成帶。借助這一特性。這一聚合物可制成人造胰細(xì)胞。將這種（“這種”兩字下面加點(diǎn)）聚合物包封的胰島素小球注入糖尿病患者的血液中，小球就可以模擬胰細(xì)胞工作，血液中的血糖濃度高時(shí)，小球釋放出胰島素，血糖濃度低時(shí)，胰島素被密封。這樣，病人的血糖濃度就會(huì)始終保持正常的水平。

英國(guó)科學(xué)家還在研制一種能讓殘疾兒童借助它“說(shuō)話”的智能化衣料。殘疾兒童穿上由這種獨(dú)特的電子紡織材料制成的馬甲，連接一個(gè)語(yǔ)音合成器，就可以簡(jiǎn)單地通過(guò)輕拍這種觸敏性材料使別人明白他的意思。把這種材料與適當(dāng)?shù)碾娮觾x器連接起來(lái)，將帶來(lái)新型外衣的問(wèn)世。把電話主板集成在襪子里以提醒穿著者新鞋子是否會(huì)磨腳，或者將其放入袖子里，乃至足球衣中，讓裁判知道何時(shí)被人拉扯過(guò)。可以用該材料制成地毯，以檢測(cè)走過(guò)它的“入侵者”：或者制成汽車(chē)坐墊，能感受乘客體重的分布，調(diào)整合適的承受力.

智能材料目前還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。不過(guò)，現(xiàn)有的智能材料的多種定義仍然是大同小異。大體來(lái)說(shuō)，智能材智能材料料就是指具有感知環(huán)境(包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境)刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。具體來(lái)說(shuō)，智能材料需具備以下內(nèi)涵：(1)具有感知功能，能夠檢測(cè)并且可以識(shí)別外界(或者內(nèi)部)的刺激強(qiáng)度，如電，光，熱，應(yīng)力，應(yīng)變，化學(xué)，核輻射等；(2)具有驅(qū)動(dòng)功能，能夠響應(yīng)外界變化；(3)能夠按照設(shè)定的方式選擇和控制響應(yīng)；(4)反應(yīng)比較靈敏,及時(shí)和恰當(dāng)；(5)當(dāng)外部刺激消除后,能夠迅速恢復(fù)到原始狀態(tài)。智能材料又可以稱(chēng)為敏感材料，其英文翻譯也有若干種，常用的有Intelligentmaterial，Intelligentmaterialandstructure，Smartmaterial，Smartmaterialandstructure，Adaptivematerialandstructure等.。分類(lèi)作為一種新型材料，一般認(rèn)為，智能材料由傳感器或敏感元件等與傳統(tǒng)材料結(jié)合而成。這種材料可以自我發(fā)現(xiàn)故障，自我修復(fù)，并根據(jù)實(shí)際情況作出優(yōu)化反應(yīng)，發(fā)揮控制功能。智能材料可分為兩大類(lèi)：（1）嵌入式智能材料，又稱(chēng)智能材料結(jié)構(gòu)或智能材料系統(tǒng)。在基體材料中，嵌入具有傳感、動(dòng)作和處理功能的三種原始材料。傳感元件采集和檢測(cè)外界環(huán)境給予的信息，控制處理器指揮和激勵(lì)驅(qū)動(dòng)元件，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。（2）有些材料微觀結(jié)構(gòu)本身就具有智能功能，能夠隨著環(huán)境和時(shí)間的變化改變自己的性能，如自濾玻璃、受輻射時(shí)性能自衰減的Inp半導(dǎo)體等。這只是一種比較籠統(tǒng)的分類(lèi)方法，由于智能材料還在不斷的研究和開(kāi)發(fā)之中，因此相繼又出現(xiàn)了許多具有智能結(jié)構(gòu)的新型的智能材料。如，英國(guó)宇航公司在導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況；英國(guó)開(kāi)發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金，壽命期具有百萬(wàn)次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動(dòng)器時(shí)、反應(yīng)時(shí)間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導(dǎo)電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料在航空上的應(yīng)用取得大量創(chuàng)新成果。研究方向智能材料是一種集材料與結(jié)構(gòu)、智然處理、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)于一體的復(fù)雜的材料體系。它的設(shè)計(jì)與合成幾乎橫跨所有的高技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域。構(gòu)成智然材料的基本材料組元有壓電材料、形狀記憶材料、光導(dǎo)纖維、電（磁）流變液、磁致伸縮材料和智然高分子材料等。智然材料的出現(xiàn)將使人類(lèi)文明進(jìn)入一個(gè)新的高度，但目前距離實(shí)用階段還有一定的距離。今后的研究重點(diǎn)包括以下六個(gè)方面：（1）智能材料概念設(shè)計(jì)的仿生學(xué)理論研究（2）材料智然內(nèi)稟特性及智商評(píng)價(jià)體系的研究（3）耗散結(jié)構(gòu)理論應(yīng)用于智能材料的研究（4）機(jī)敏材料的復(fù)合-集成原理及設(shè)計(jì)理論（5）智能結(jié)構(gòu)集成的非線性理論（6）仿人智能控制理論智能材料如何出現(xiàn)的智能材料的構(gòu)想來(lái)源于仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些獨(dú)特功能制造人類(lèi)使用的工具，如模仿蜻蜓制造飛機(jī)等等），它的目標(biāo)就是想研制出一種材料，使它成為具有類(lèi)似于生物的各種功能的“活”的材料。因此智能材料必須具備感知、驅(qū)動(dòng)和控制這三個(gè)基本要素。但是現(xiàn)有的材料一般比較單一，難以滿(mǎn)足智能材料的要求，所以智能材料一般由兩種或兩種以上的材料復(fù)合構(gòu)成一個(gè)智能材料系統(tǒng)。這就使得智能材料的設(shè)計(jì)、制造、加工和性能結(jié)構(gòu)特征均涉及到了材料學(xué)的最前沿領(lǐng)域，使智能材料代表了材料科學(xué)的最活躍方面和最先進(jìn)的發(fā)展方向。智能材料的特征因?yàn)樵O(shè)計(jì)智能材料的兩個(gè)指導(dǎo)思想是材料的多功能復(fù)合和材料的仿生設(shè)計(jì)，所以智能材料系統(tǒng)具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：（1）傳感功能（Sensor）能夠感知外界或自身所處的環(huán)境條件，如負(fù)載、應(yīng)力、應(yīng)變、振動(dòng)、熱、光、電、磁、化學(xué)、核輻射等的強(qiáng)度及其變化。（2）反饋功能（Feedback）可通過(guò)傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出信息進(jìn)行對(duì)比，并將其結(jié)果提供給控制系統(tǒng)。（3）信息識(shí)別與積累功能能夠識(shí)別傳感網(wǎng)絡(luò)得到的各類(lèi)信息并將其積累起來(lái)。（4）響應(yīng)功能能夠根據(jù)外界環(huán)境和內(nèi)部條件變化，適時(shí)動(dòng)態(tài)地作出相應(yīng)的反應(yīng)，并采取必要行動(dòng)。（5）自診斷能力（Self-diagnosis）能通過(guò)分析比較系統(tǒng)目前的狀況與過(guò)去的情況，對(duì)諸如系統(tǒng)故障與判斷失誤等問(wèn)題進(jìn)行自診斷并予以校正。（6）自修復(fù)能力（Self-recovery）能通過(guò)自繁殖、自生長(zhǎng)、原位復(fù)合等再生機(jī)制，來(lái)修補(bǔ)某些局部損傷或破壞。（7）自調(diào)節(jié)能力（Self-adjusting）對(duì)不斷變化的外部環(huán)境和條件，能及時(shí)地自動(dòng)調(diào)整自身結(jié)構(gòu)和功能，并相應(yīng)地改變自己的狀態(tài)和行為，從而使材料系統(tǒng)始終以一種優(yōu)化方式對(duì)外界變化作出恰如其分的響應(yīng)。構(gòu)成一般來(lái)說(shuō)智能材料由基體材料、敏感材料、驅(qū)動(dòng)材料和信息處理器四部分構(gòu)成。（1）基體材料基體材料擔(dān)負(fù)著承載的作用，一般宜選用輕質(zhì)材料。一般基體材料首選高分子材料，因?yàn)槠渲亓枯p、耐腐蝕，尤其具有粘彈性的非線性特征。其次也可選用金屬材料，以輕質(zhì)有色合金為主。（2）敏感材料敏感材料擔(dān)負(fù)著傳感的任務(wù)，其主要作用是感知環(huán)境變化（包括壓力、應(yīng)力、溫度、電磁場(chǎng)、PH值等）。常用敏感材料如形狀記憶材料、壓電材料、光纖材料、磁致伸縮材料、電致變色材料、電流變體、磁流變體和液晶材料等。（3）驅(qū)動(dòng)材料因?yàn)樵谝欢l件下驅(qū)動(dòng)材料可產(chǎn)生較大的應(yīng)變和應(yīng)力，所以它擔(dān)負(fù)著響應(yīng)和控制的任務(wù)。常用有效驅(qū)動(dòng)材料如形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等。可以