2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——分子科學與工程的智能材料考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一種材料不屬于智能材料的范疇？A.形狀記憶合金B(yǎng).智能水凝膠C.超高分子量聚乙烯D.光響應(yīng)聚合物2.智能材料對外界刺激做出響應(yīng)的根本原因是其具有：A.特殊的化學成分B.可逆的相變特性C.高的機械強度D.廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域3.形狀記憶效應(yīng)是指材料在經(jīng)歷變形后，當外界條件改變時能夠：A.恢復(fù)到原始形狀B.改變其化學結(jié)構(gòu)C.降低其機械強度D.產(chǎn)生新的相變4.光響應(yīng)智能材料通常依賴于哪種物質(zhì)來感知光信號？A.金屬離子B.有機染料或顏料C.離子液體D.碳納米管5.下列哪種方法不屬于智能水凝膠的制備方法？A.自組裝B.原位聚合C.模板法D.熔融紡絲6.智能材料的力學性能通常與其哪種因素密切相關(guān)？A.化學成分B.響應(yīng)機制C.微觀結(jié)構(gòu)D.以上所有7.在智能材料的表征技術(shù)中，哪一種方法主要用于確定材料的分子結(jié)構(gòu)和化學組成？A.X射線衍射B.核磁共振C.掃描電子顯微鏡D.傅里葉變換紅外光譜8.智能材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的主要應(yīng)用不包括：A.活性藥物遞送系統(tǒng)B.組織工程支架C.傳感器D.傳統(tǒng)建筑材料9.下列哪種技術(shù)不屬于智能材料規(guī)?；a(chǎn)的方法？A.微流控技術(shù)B.3D打印技術(shù)C.自由基聚合D.拉擠成型10.智能材料發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)之一是：A.響應(yīng)速度過快B.成本過高C.響應(yīng)范圍過廣D.環(huán)境友好性差二、填空題（每空1分，共20分）1.智能材料是指能夠感知______、______、______、______等外界刺激，并做出______響應(yīng)的材料。2.形狀記憶合金通常由______和______組成。3.光響應(yīng)智能材料的響應(yīng)機制主要包括______、______和______等。4.智能水凝膠具有______、______和______等特性。5.智能材料的表征技術(shù)包括______、______、______和______等。6.智能材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括______、______和______等。7.智能材料在建筑環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括______、______和______等。8.智能材料的發(fā)展趨勢包括______、______、______和______等。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述形狀記憶效應(yīng)的形成機制。2.比較光響應(yīng)智能材料和電響應(yīng)智能材料的區(qū)別。3.簡述智能水凝膠在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。4.分析智能材料發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及其可能的解決方案。四、論述題（10分）探討智能材料在未來科技發(fā)展中的潛在應(yīng)用前景，并分析其可能帶來的社會影響。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.B5.D6.D7.D8.D9.C10.B二、填空題1.物理，化學，生物，力學，可逆2.鎳，鈦3.光吸收，光致變色，光致形變4.交聯(lián)，滲透，響應(yīng)性5.光譜學，顯微學，力學性能測試，熱性能測試6.飛行器結(jié)構(gòu)材料，熱控薄膜，振動主動抑制7.自修復(fù)混凝土，智能窗戶，空氣凈化材料8.性能優(yōu)化，成本降低，規(guī)?；a(chǎn)，環(huán)境友好三、簡答題1.解析：形狀記憶效應(yīng)的形成機制源于材料內(nèi)部存在可逆的相變。當材料在較低溫度下被施加應(yīng)力并變形時，會鎖定在一種非equilibrium相狀態(tài)。當溫度升高到材料的相變溫度以上時，材料內(nèi)部的應(yīng)力會釋放，從而恢復(fù)到其初始的equilibrium相狀態(tài)，并表現(xiàn)出形狀記憶效應(yīng)。2.解析：光響應(yīng)智能材料和電響應(yīng)智能材料的區(qū)別主要體現(xiàn)在響應(yīng)刺激的種類和響應(yīng)機制上。光響應(yīng)智能材料主要依賴于光吸收或光致變色等機制，對外界的光照強度、波長等因素做出響應(yīng)。而電響應(yīng)智能材料則主要依賴于電場或電流的作用，通過改變材料的電學性質(zhì)或力學性質(zhì)來做出響應(yīng)。3.解析：智能水凝膠在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，包括活性藥物遞送系統(tǒng)、組織工程支架和傳感器等。智能水凝膠具有良好的生物相容性和滲透性，能夠模擬生物組織的微環(huán)境，為藥物的緩釋和控釋提供載體。同時，智能水凝膠還可以根據(jù)外界刺激的變化來調(diào)節(jié)其性能，例如改變其形狀、孔隙率等，從而實現(xiàn)對生物組織的修復(fù)和再生。4.解析：智能材料發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要包括性能優(yōu)化、成本降低、規(guī)?；a(chǎn)和環(huán)境友好性等方面。為了解決這些挑戰(zhàn)，可以采取以下措施：通過材料設(shè)計和制備工藝的改進來優(yōu)化智能材料的性能；開發(fā)低成本、高效的制備技術(shù)，降低智能材料的成本；探索新的規(guī)?；a(chǎn)方法，例如微流控技術(shù)和3D打印技術(shù)等；開發(fā)環(huán)境友好的制備工藝和材料，減少智能材料對環(huán)境的影響。四、論述題解析：智能材料在未來科技發(fā)展中具有巨大的潛在應(yīng)用前景。例如，在航空航天領(lǐng)域，智能材料可以用于制造飛行器結(jié)構(gòu)材料，提高材料的性能和可靠性；可以用于制備熱控薄膜，實現(xiàn)對飛行器表面溫度的調(diào)節(jié)；可以用于振動主動抑制，提高飛行器的穩(wěn)定性和安全性。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，智能材料可以用于開發(fā)智能藥物遞送系統(tǒng)，實現(xiàn)對藥物的靶向遞送和控釋；可以用于制備組織工程支架，促進組織再生和修復(fù)