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我们的生活离不开形形色色的材料，像木材、陶瓷、塑料、金属等等。但以往的这些材料大多是没有知觉没有反应的“死”材料。如今，一些“活”材料正逐步走进我们的生活，并将改变我们的生活。这就是聪明绝顶的智能材料。
神奇的“活”材料
智能材料的构想来源于仿生。其目标就是要研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。
智能材料目前还没有统一的定义。不过，现有的智能材料的多种定义可谓大同小异。大体来说，智能材料就是要具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激，能根据不断变化的外部环境和条件，及时地自动调整自身结构和功能，并能相应地改变自身的状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。简单地说，就是智能材料要具备“发现故障”和“自我修复”的功能。但是，现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。为了“活”起来，智能材料系统要具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自我诊断能力、自我修复能力、自我调节能力等。
不要以为智能材料离我们很远，其实我们熟悉的变色太阳镜中就含有智能材料。这种智能材料能感知周围的光线强弱，当周围的光很强时，就自行变暗，当光较弱时，就变得透明起来。不久以后，智能材料将普遍地在我们的生活中出现，如智能服装会自动调节大小、颜色和温度；变形建筑允许主人按一下键就能改变自身的形状，智能窗户会自动调节光线，智能墙壁可以变换颜色，房间和屋顶也能根据需求而扩展、收缩甚至改变外形……
知识小卡片
由于现在可用于智能材料的材料种类不断扩大，智能材料的分类也只能是粗浅的，分类方法也有多种，按功能可以分为光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变体和电（磁）致伸缩材料等。若按来源来分，智能材料可以分为金属系智能材料、无机非金属系智能材料和高分子系智能材料。
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法国一家公司开发出了一种可防止复印的油墨。这种油墨在通常情况下呈黑色，但在强光照射下会“隐形”。用这种油墨印刷的文件或书籍可以防止别人复印。
采用智能材料制成的座椅，可以根据主人的体型和需要而调整其形状和温度，以提供靠坐者的舒适性，甚至还能记忆家庭每个成员对座椅的特殊偏爱。
会“喊”救命能自动修复
有一次，美国一架大型客机发生坠机事件，机上的２７０名乘客全部丧生。经过检查，原来是发动机上的一个小小螺钉断裂造成机毁人亡。人与动物生病都有前兆，可以及时进行预防、医治，但飞机即使裂开了口子，也不会喊痛。于是有人设想：如果飞机在刚出现裂纹还没有断裂之前，自己能大呼“救命”，向人类发出警报，或者在出现裂纹后，自己能立即自动修补并加固，不就可以避免机毁人亡的悲剧了吗？
为了实现这个目的，曾有科学家设想在制造机翼的高性能复合材料中嵌入细小的光纤，这些纵横交错的光纤就如同机翼的神经，可以感受到机翼上承受的不同压力。通过测量光纤传输光时的各种变化，就能测出飞机机翼承受的不同压力。当异常情况发生时，光纤发生断裂，光传输中断，报警装置便发出警报，以便机组人员及时采取防范措施。科学家还设想可以将一种智能材料薄片贴在机翼上，形成机翼的“智能皮肤”。这种智能材料的覆盖层可根据飞行员发出的电脑指令改变外形，一旦飞机的升降舵和方向舵失灵就可取代它们，使飞机能继续正常飞行。
２００６年８月５日，巴基斯坦马尔丹市，当人们聚集在一座大桥上看洪水时，大桥突然坍塌，至少有６０人在这起桥梁坍塌事故中被淹死。像这种事故多数是因材料发生疲劳断裂而引起的。为了不让惨剧再度上演，在建筑方面，科学家正集中力量研制使桥梁、高大的建筑设施以及地下管道等能自诊其“健康”状况，并能自行“医治疾病”的材料。
这方面，英国伊利斯诺大学的科学家的研究已经有了成效。他们研制出的一种新型智能混凝土，不是由水泥、沙石加水搅拌而成，而是把大量的空心纤维埋于混凝土中，空心纤维里面装满了“裂缝修补剂”。一旦公路、桥梁或高层建筑开裂，空心纤维也随之开裂，修补剂便从中流淌出来，自行填补在开裂的地方，使之愈合。
科技前沿
有一种能自动“打绷带”的直升飞机水平旋翼叶片正在研究中，这种叶片在飞行中一旦开裂，分布在叶片中的微液滴就会变成固体而自动加固，如同给飞机打了绷带。此外，还有人设想用智能材料制成涂料，涂在机身和机翼上，当机身或机翼出现问题时，涂料会改变颜色，以此告警。
目前，科学家正在研制一种能自动升缩的智能悬胶体（水凝体），将这种智能材料“隐身”在公路上，能监视路况的变形情况，并据此自动调整道路的硬度。
英国伊利斯诺大学还研制了一种能感知造成钢筋腐蚀的酸度的纤维，若把这种纤维包在钢筋周围，当钢筋周围的酸度达到一定值时，纤维的涂层即溶解，从纤维中释放出能阻止混凝土中的钢筋被腐蚀的物质。
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美国一位建筑师发明了一种被称为“智能皮”的新型建筑材料，既可用于工业生产，也可用于住宅建筑。科学家将利用这种薄而柔软的材料作底层，把照明、供暖、能量储存甚至信息显示屏等微元件都“印”在上面，就好像用墨水在纸上写字，其结果是可以提供无限个性化的廉价电子墙壁。使用这种材料，人们可以自己设计住宅。例如，按一下按钮，可以把起居室的一面墙作为内置电影屏幕，而按另外一个按钮，整面墙又可以变成窗户。
具有不可思议的记忆功能
你记得自己刚出生时的情景吗？不记得吧？若不是听父母讲述，相信记忆力最好的人也不可能记得自己刚出生时的情景。但是，有一种神奇的材料却记得自己“出生”时的样子，不管人们今后将它弄成什么样子，只要环境温度达到某个点，它就会“想起”自己“出生”时的模样，并恢复本来面目。这种现象被科学家称为“形状记忆效应”，具有这种效应的合金就被称为“形状记忆合金”，或称“记忆合金”。
各种卫星通过无线电波将信号传送到地球上，发射无线电波当然离不开天线，令许多人不解的是，卫星的天线直径一般有数米，而且形状各异，那么，这些天线是如何被装进小巧的航天飞船里送上太空的呢？原来，这种天线很多都是用具有形状记忆功能的合金材料制成的。直径数米的天线制成后，降低温度将其压成一小团，装入航天飞船里。当天线在太阳光的照耀下温度升高到记忆温度时，天线的记忆力被唤醒了，恢复成“出生”时的样子。
除了用于制作卫星天线外，还有人用记忆合金制成了温室窗户自动开闭器。当温室温度升至２５℃时，窗户自动打开，当温度降至１８℃时，窗户自动关闭。用记忆合金作支撑架的服装也很有特色，服装在水中可以任意揉搓清洗，但当它被穿到身上时会自动恢复原来的形状。
知识小卡片
记忆合金是智能材料研究的重要成果之一。记忆合金在一定温度下成形后，它能记住自己的形状。当温度降到一定值（相变温度）以下时，记忆合金会发生改变，即其内部的原子排列方式发生变化，因而它的形状会改变，但当温度再升高到相变温度以上时，记忆合金会自动恢复它原来的形状。由于记忆合金具有感温和驱动双重功能，所以它的用途十分广泛。
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记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中泡一泡，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳和一些部件也可以用记忆合金制作，如果汽车不小心被撞了，只要用电吹风吹吹，或者浇上一桶热水，就可以使汽车恢复到原来的模样，既省钱又省力，实在方便！
能自动治病
人生病了就要吃药打针。然而，药物在杀死有害细菌和病毒的同时也会误伤人体细胞和人体内的有益细菌。如果药物能分清“敌我”，那该有多好啊！现在，一些科学家正在用智能材料研制能根据人体内部状况投放适量药物的药物自动投放系统。
一种用高分子聚碳酸酯与液晶结合而成的液晶膜或人工分离膜，已经在医药工业上得到应用。在医疗中，医生将薄膜做成胶囊状，把消炎剂放入里面，然后将胶囊埋入病人发炎部位，胶囊便可依据患处发炎而引起的温度变化，及时释放出药剂，达到预期的治疗效果。
日本东京女子医学院已研制出一种能根据血液中的葡萄糖浓度而扩张和收缩的聚合物。葡萄糖浓度低时，条带状聚合物会缩成小球；葡萄糖浓度高时，小球会伸展成条带状。借助这一特性，这种聚合物可制成人造胰细胞。将用这种聚合物包封的胰岛素小球，注入糖尿病患者的血液中，小球就可以模拟胰细胞工作。血液中的血糖浓度高时，小球释放出胰岛素；血糖浓度低时，胰岛素被密封。这样，病人血糖浓度就能始终保持在正常的水平。
科技前沿
科学家已经研发出来了一种具有“记忆”特性的合金材料，这种ＴｉＮｉ形状记忆合金是在０℃～５℃的冰水中可改变其形状，置于３７℃左右的环境中，就会迅速恢复到原来设计定型后的形状。ＴｉＮｉ合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如制作血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。
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科学家设想把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁性纳米颗粒的内部，这些颗粒如一枚枚微型炸弹，它们可以自由地在血管和人体组织内运动，主动搜索并攻击癌细胞或修补被损伤的组织。
（编辑 孙世奇）
神奇的“活”材料
智能材料的构想来源于仿生。其目标就是要研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。
智能材料目前还没有统一的定义。不过，现有的智能材料的多种定义可谓大同小异。大体来说，智能材料就是要具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激，能根据不断变化的外部环境和条件，及时地自动调整自身结构和功能，并能相应地改变自身的状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。简单地说，就是智能材料要具备“发现故障”和“自我修复”的功能。但是，现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。为了“活”起来，智能材料系统要具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自我诊断能力、自我修复能力、自我调节能力等。
不要以为智能材料离我们很远，其实我们熟悉的变色太阳镜中就含有智能材料。这种智能材料能感知周围的光线强弱，当周围的光很强时，就自行变暗，当光较弱时，就变得透明起来。不久以后，智能材料将普遍地在我们的生活中出现，如智能服装会自动调节大小、颜色和温度；变形建筑允许主人按一下键就能改变自身的形状，智能窗户会自动调节光线，智能墙壁可以变换颜色，房间和屋顶也能根据需求而扩展、收缩甚至改变外形……
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由于现在可用于智能材料的材料种类不断扩大，智能材料的分类也只能是粗浅的，分类方法也有多种，按功能可以分为光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变体和电（磁）致伸缩材料等。若按来源来分，智能材料可以分为金属系智能材料、无机非金属系智能材料和高分子系智能材料。
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法国一家公司开发出了一种可防止复印的油墨。这种油墨在通常情况下呈黑色，但在强光照射下会“隐形”。用这种油墨印刷的文件或书籍可以防止别人复印。
采用智能材料制成的座椅，可以根据主人的体型和需要而调整其形状和温度，以提供靠坐者的舒适性，甚至还能记忆家庭每个成员对座椅的特殊偏爱。
会“喊”救命能自动修复
有一次，美国一架大型客机发生坠机事件，机上的２７０名乘客全部丧生。经过检查，原来是发动机上的一个小小螺钉断裂造成机毁人亡。人与动物生病都有前兆，可以及时进行预防、医治，但飞机即使裂开了口子，也不会喊痛。于是有人设想：如果飞机在刚出现裂纹还没有断裂之前，自己能大呼“救命”，向人类发出警报，或者在出现裂纹后，自己能立即自动修补并加固，不就可以避免机毁人亡的悲剧了吗？
为了实现这个目的，曾有科学家设想在制造机翼的高性能复合材料中嵌入细小的光纤，这些纵横交错的光纤就如同机翼的神经，可以感受到机翼上承受的不同压力。通过测量光纤传输光时的各种变化，就能测出飞机机翼承受的不同压力。当异常情况发生时，光纤发生断裂，光传输中断，报警装置便发出警报，以便机组人员及时采取防范措施。科学家还设想可以将一种智能材料薄片贴在机翼上，形成机翼的“智能皮肤”。这种智能材料的覆盖层可根据飞行员发出的电脑指令改变外形，一旦飞机的升降舵和方向舵失灵就可取代它们，使飞机能继续正常飞行。
２００６年８月５日，巴基斯坦马尔丹市，当人们聚集在一座大桥上看洪水时，大桥突然坍塌，至少有６０人在这起桥梁坍塌事故中被淹死。像这种事故多数是因材料发生疲劳断裂而引起的。为了不让惨剧再度上演，在建筑方面，科学家正集中力量研制使桥梁、高大的建筑设施以及地下管道等能自诊其“健康”状况，并能自行“医治疾病”的材料。
这方面，英国伊利斯诺大学的科学家的研究已经有了成效。他们研制出的一种新型智能混凝土，不是由水泥、沙石加水搅拌而成，而是把大量的空心纤维埋于混凝土中，空心纤维里面装满了“裂缝修补剂”。一旦公路、桥梁或高层建筑开裂，空心纤维也随之开裂，修补剂便从中流淌出来，自行填补在开裂的地方，使之愈合。
科技前沿
有一种能自动“打绷带”的直升飞机水平旋翼叶片正在研究中，这种叶片在飞行中一旦开裂，分布在叶片中的微液滴就会变成固体而自动加固，如同给飞机打了绷带。此外，还有人设想用智能材料制成涂料，涂在机身和机翼上，当机身或机翼出现问题时，涂料会改变颜色，以此告警。
目前，科学家正在研制一种能自动升缩的智能悬胶体（水凝体），将这种智能材料“隐身”在公路上，能监视路况的变形情况，并据此自动调整道路的硬度。
英国伊利斯诺大学还研制了一种能感知造成钢筋腐蚀的酸度的纤维，若把这种纤维包在钢筋周围，当钢筋周围的酸度达到一定值时，纤维的涂层即溶解，从纤维中释放出能阻止混凝土中的钢筋被腐蚀的物质。
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美国一位建筑师发明了一种被称为“智能皮”的新型建筑材料，既可用于工业生产，也可用于住宅建筑。科学家将利用这种薄而柔软的材料作底层，把照明、供暖、能量储存甚至信息显示屏等微元件都“印”在上面，就好像用墨水在纸上写字，其结果是可以提供无限个性化的廉价电子墙壁。使用这种材料，人们可以自己设计住宅。例如，按一下按钮，可以把起居室的一面墙作为内置电影屏幕，而按另外一个按钮，整面墙又可以变成窗户。
具有不可思议的记忆功能
你记得自己刚出生时的情景吗？不记得吧？若不是听父母讲述，相信记忆力最好的人也不可能记得自己刚出生时的情景。但是，有一种神奇的材料却记得自己“出生”时的样子，不管人们今后将它弄成什么样子，只要环境温度达到某个点，它就会“想起”自己“出生”时的模样，并恢复本来面目。这种现象被科学家称为“形状记忆效应”，具有这种效应的合金就被称为“形状记忆合金”，或称“记忆合金”。
各种卫星通过无线电波将信号传送到地球上，发射无线电波当然离不开天线，令许多人不解的是，卫星的天线直径一般有数米，而且形状各异，那么，这些天线是如何被装进小巧的航天飞船里送上太空的呢？原来，这种天线很多都是用具有形状记忆功能的合金材料制成的。直径数米的天线制成后，降低温度将其压成一小团，装入航天飞船里。当天线在太阳光的照耀下温度升高到记忆温度时，天线的记忆力被唤醒了，恢复成“出生”时的样子。
除了用于制作卫星天线外，还有人用记忆合金制成了温室窗户自动开闭器。当温室温度升至２５℃时，窗户自动打开，当温度降至１８℃时，窗户自动关闭。用记忆合金作支撑架的服装也很有特色，服装在水中可以任意揉搓清洗，但当它被穿到身上时会自动恢复原来的形状。
知识小卡片
记忆合金是智能材料研究的重要成果之一。记忆合金在一定温度下成形后，它能记住自己的形状。当温度降到一定值（相变温度）以下时，记忆合金会发生改变，即其内部的原子排列方式发生变化，因而它的形状会改变，但当温度再升高到相变温度以上时，记忆合金会自动恢复它原来的形状。由于记忆合金具有感温和驱动双重功能，所以它的用途十分广泛。
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记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中泡一泡，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳和一些部件也可以用记忆合金制作，如果汽车不小心被撞了，只要用电吹风吹吹，或者浇上一桶热水，就可以使汽车恢复到原来的模样，既省钱又省力，实在方便！
能自动治病
人生病了就要吃药打针。然而，药物在杀死有害细菌和病毒的同时也会误伤人体细胞和人体内的有益细菌。如果药物能分清“敌我”，那该有多好啊！现在，一些科学家正在用智能材料研制能根据人体内部状况投放适量药物的药物自动投放系统。
一种用高分子聚碳酸酯与液晶结合而成的液晶膜或人工分离膜，已经在医药工业上得到应用。在医疗中，医生将薄膜做成胶囊状，把消炎剂放入里面，然后将胶囊埋入病人发炎部位，胶囊便可依据患处发炎而引起的温度变化，及时释放出药剂，达到预期的治疗效果。
日本东京女子医学院已研制出一种能根据血液中的葡萄糖浓度而扩张和收缩的聚合物。葡萄糖浓度低时，条带状聚合物会缩成小球；葡萄糖浓度高时，小球会伸展成条带状。借助这一特性，这种聚合物可制成人造胰细胞。将用这种聚合物包封的胰岛素小球，注入糖尿病患者的血液中，小球就可以模拟胰细胞工作。血液中的血糖浓度高时，小球释放出胰岛素；血糖浓度低时，胰岛素被密封。这样，病人血糖浓度就能始终保持在正常的水平。
科技前沿
科学家已经研发出来了一种具有“记忆”特性的合金材料，这种ＴｉＮｉ形状记忆合金是在０℃～５℃的冰水中可改变其形状，置于３７℃左右的环境中，就会迅速恢复到原来设计定型后的形状。ＴｉＮｉ合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如制作血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。
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科学家设想把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁性纳米颗粒的内部，这些颗粒如一枚枚微型炸弹，它们可以自由地在血管和人体组织内运动，主动搜索并攻击癌细胞或修补被损伤的组织。
（编辑 孙世奇）