一種新材料領域,往往是在以往所研究的無關項目

智能材料是在敏感材料、靈巧材料的基礎上外延發展而成的新類型材料。所謂新型材料是指與傳統材料相比,具有新的成分、新的組織、新的結構或新的形態,從而具有更特殊或更優越特性的材料。

一種新材料領域,往往是在以往所研究的無關項目

當今,新材料的發展方向可歸結為四個方面:高性能化、多維多功能化、複合化和智能化。W.B.Spillman曾指出:一種新材料領域,往往是在以往所研究的無關項目,發展到了其最佳組分所形成的優勢達到不可忽視的程度時出現的。智能材料便是在以往對材料科學、自適應控制系統及人工智能這三個相互無關的基礎項目的研究與開發達到極至程度後,形成的一種新學科。T.Takagi則指出:智能材料是由材料的物理化學結構、功能特性以及信息與計算機技術三者的最佳組合構成的。如圖4-1所示給出了不同材料及其組元的相互關係。

一種新材料領域,往往是在以往所研究的無關項目

隨著敏感材料研究的不斷深入和對於材料多功能化的渴求,使複合材料被普遍使用。材料的分析、測試和操作手段的日益精良以及微電子技術的突破與計算機技術的迅猛發展,便構成了敏感材料向著靈巧化和智能化方向發展的重要依託。目前“靈巧材料(Smart Materials)”與“智能材料(Intelligent Materials)”的概念正在發展和形成之中,完全嚴格的定義至今還不夠明確。

一種新材料領域,往往是在以往所研究的無關項目

“智能材料”概念的首先提出者,美國弗吉尼亞大學智能材料與系統中心(IMS)主任Craig.A.Rogers認為:功能材料多功能化形成的一個過渡階段,稱為“靈巧材料”,而當靈巧材料發展成為具有感知,並在感知外界條件變化、分析相應信息的基礎上作出反應,從而具有新功能,並具有生命力的材料稱為“智能材料”。由於智能材料更為複雜,所以對應于敏感材料構成“器件”的概念,智能材料所構成的通常稱為“系統”。


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