智能材料課件講義

智能復合材料小組成員：班級：紡織1103班，國際學院學習要點?智能材料的發(fā)展史?智能材料的認識?智能材料的分類及用途?高分子智能材料?

智能材料未來的發(fā)展一、智能材料的首次試驗是在20世紀70年代，由美國弗吉尼亞理工大學和州立大學的Claus等人將光纖埋入碳纖維增強復合材料中，使材料具有感知應(yīng)力和斷裂損傷的能力。當時叫做自適應(yīng)材料。二、從1985年開始，在Rogers和Claus等人的深入研究下，智能材料逐漸受到世界各國研究者的重視。三、1988年9月,美國弗吉尼亞州立大學和工學院召開關(guān)于“機敏材料結(jié)構(gòu)和數(shù)學問題”學術(shù)討論會四、智能材料（Intelligentmaterial）的構(gòu)想來源于仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些獨特功能制造人類使用的工具，如模仿蜻蜓制造飛機等等），它的目標就是想研制出一種材料，使它成為具有類似于生物的各種功能的“活”的材料。這就使得智能材料的設(shè)計、制造、加工和性能結(jié)構(gòu)特征均涉及到了材料學的最前沿領(lǐng)域，使智能材料代表了材料科學的最活躍方面和最先進的發(fā)展方向。五、智能材料（Intelligentmaterial）是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計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，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。智能材料的認識?定義：智能材料是指具有感知環(huán)境(包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境)的刺激，對之進行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進行適度響應(yīng)的智能特征性的材料。?內(nèi)涵：(1)具有感知功能，能夠檢測并且可以識別外界(或者內(nèi)部)的刺激強度，如電，光，熱，應(yīng)力，應(yīng)變，化學，核輻射等；(2)具有驅(qū)動功能，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,及時和恰當；(5)當外部刺激消除后,能夠迅速恢復到原始狀態(tài)。智能材料的用途?用途：生活用品、建筑業(yè)、航天、醫(yī)療、軍事等等生活用品方面1智能背心發(fā)熱源分布于背部及胸部兩側(cè)生物熱能纖維為發(fā)熱體遠紅外線功能微電腦芯片控制器鋰電池供熱

2智能衛(wèi)生間調(diào)節(jié)控制水溫、水速和水流的狀態(tài)馬桶的形狀和大小可隨使用者的不同而自動變化，坐墊自動加熱至舒適的溫度。淋浴設(shè)備只要和多功能磚相連接，上下水、水溫和水流都能通過電腦得到自動控制和調(diào)節(jié)。馬桶上安裝體檢裝置，通過電腦分析數(shù)據(jù)顯示上廁所人的健康狀況建筑業(yè)方面?能自診其“健康”狀況，并能自行“醫(yī)治疾病”的材料。例：英國科學家兩種“自愈合”纖維。?多功能磚塊?功能膜?毫微塑料座椅?生物發(fā)光樹航天業(yè)方面?智能機翼飛機。例：挪威的F-14雄貓飛機和B-1超音速轟炸機?智能涂料醫(yī)療假肢人造胰細胞

軍事智能蒙皮結(jié)構(gòu)監(jiān)測和壽命預測減振降噪各個方面的應(yīng)用高分子智能材料高分子智能材料是通過有機和合成的方法，使無生命的有機小分子材料通過各類反應(yīng)形成相對分子質(zhì)量較大的并且具有了特定“感覺”和“知覺”的新型材料。其他方面實用材料智能液晶材料智能高分子復合材料高分子薄膜荷電型超濾膜接枝型智能膜聚電解質(zhì)配合物膜智能材料D30英國一位叫理查德·帕默的工程師，發(fā)明了一種神奇的高分子智能材料，并把它命名為“D30”它能硬能軟，還能隨意變形。近日，這種材料還引起了英國政府的興趣并打算運用于英國國防事業(yè)。環(huán)境污染檢測IPCCA在非干擾電解質(zhì)中衍射波長隨Pb2+濃度的增加而單調(diào)增大。濃度為20μmol/L的Pb(CH3COO)2產(chǎn)生的IPCCA衍射位移易被肉眼所觀察。臨床醫(yī)藥應(yīng)用右圖為125μm厚的智能聚合結(jié)晶膠體陣列葡萄糖傳感器示意圖。由圖見：吸收光譜吸光度與葡萄糖濃度息息相關(guān)。運用這一特性可將此高分子智能材料運用于臨床診斷人工關(guān)節(jié)人造關(guān)節(jié)接骨TiNi合金金屬骨骼心臟修補元件心臟壓力傳感示意圖

心臟供電系統(tǒng)人造腎臟人造腎臟應(yīng)用實例