一种新材料领域,往往是在以往所研究的无关项目

智能材料是在敏感材料、灵巧材料的基础上外延发展而成的新类型材料。所谓新型材料是指与传统材料相比,具有新的成分、新的组织、新的结构或新的形态,从而具有更特殊或更优越特性的材料。

当今,新材料的发展方向可归结为四个方面:高性能化、多维多功能化、复合化和智能化。W.B.Spillman曾指出:一种新材料领域,往往是在以往所研究的无关项目,发展到了其最佳组分所形成的优势达到不可忽视的程度时出现的。智能材料便是在以往对材料科学、自适应控制系统及人工智能这三个相互无关的基础项目的研究与开发达到极至程度后,形成的一种新学科。T.Takagi则指出:智能材料是由材料的物理化学结构、功能特性以及信息与计算机技术三者的最佳组合构成的。如图4-1所示给出了不同材料及其组元的相互关系。

随着敏感材料研究的不断深入和对于材料多功能化的渴求,使复合材料被普遍使用。材料的分析、测试和操作手段的日益精良以及微电子技术的突破与计算机技术的迅猛发展,便构成了敏感材料向着灵巧化和智能化方向发展的重要依托。目前“灵巧材料(Smart Materials)”与“智能材料(Intelligent Materials)”的概念正在发展和形成之中,完全严格的定义至今还不够明确。

“智能材料”概念的首先提出者,美国弗吉尼亚大学智能材料与系统中心(IMS)主任Craig.A.Rogers认为:功能材料多功能化形成的一个过渡阶段,称为“灵巧材料”,而当灵巧材料发展成为具有感知,并在感知外界条件变化、分析相应信息的基础上作出反应,从而具有新功能,并具有生命力的材料称为“智能材料”。由于智能材料更为复杂,所以对应于敏感材料构成“器件”的概念,智能材料所构成的通常称为“系统”。

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