智能材料研究进展及应用
新型智能材料的研发与应用
新型智能材料的研发与应用在过去几十年里，新型智能材料的研发和应用一直是科学技术发展的重要领域之一。
随着科技不断进步和人们对生活质量不断提高的需求，新型智能材料的应用范围也在不断扩大。
本文将从研发和应用两个方面，介绍新型智能材料的最新进展和应用。
一、研发研发是新型智能材料能够发展和应用的基础。
在这个领域，许多科学家和工程师都投入了大量的精力和时间，不断探索和研究新型智能材料。
1. 智能合金智能合金是一种可以根据温度、压力和电磁场等外部条件发生形状变化的材料，主要由镍、钛、铜、铝等金属元素组成。
智能合金具有形状记忆性、超弹性和阻尼等特性，具有广泛的应用前景。
目前，智能合金已被广泛应用于航空、航天、汽车、医疗和建筑等领域。
2. 智能多功能复合材料智能多功能复合材料是一种可以在特定条件下进行功能转换的材料，由各种有机和无机材料组成。
智能多功能复合材料具有形变、光学、磁电、热电和化学传感等多种功能，主要应用于传感、控制、机械和电子机器等领域。
3. 智能纳米材料智能纳米材料是一种由纳米级粒子聚集而成的材料，具有高度的表面活性和专一性，可以发挥非常多的物理、化学和生物学功能。
智能纳米材料是新型医学材料、传感器和电子器件的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
二、应用新型智能材料的应用范围很广，下面介绍几个比较重要的应用领域。
1. 智能建筑材料智能建筑材料是一种可以根据环境条件调节自身性能的材料，可以改善建筑物的保温性能和隔音性能。
智能建筑材料的主要应用包括建筑保温材料、隔音材料、遮阳材料和照明材料等。
2. 智能医疗材料智能医疗材料是一种可以在人体内工作并且可以根据生物环境条件调节自身性能的材料，主要应用于医疗器械、药物释放和组织工程等领域。
智能医疗材料的主要优势在于其可控性、可重复性和可编程性，提高了医疗器械的安全性和有效性。
3. 智能汽车材料智能汽车材料是一种可以根据路况或者驾驶者的需求调节自身性能的材料，主要应用于汽车车身、悬挂、转向、制动和能源管理等方面。
新型智能光学材料的研究与应用
新型智能光学材料的研究与应用智能材料是现代工程科学中的重要组成部分，广泛应用于电子、机械、化学及能源等领域。
随着人工智能和物联网技术的不断发展和创新，智能材料市场的需求也在不断扩大。
其中，新型智能光学材料是近年来备受关注的研究领域之一。
新型智能光学材料能够自主开关、调节自身的光学特性，能够在模拟大气环境、调节光强度或改变光学色度等工业、生产领域得到广泛应用。
随着市场需求的增加，各国科学家们正在不断地研究新型智能光学材料，希望能够制造出更加先进的材料，使其在工业生产中得到更广泛的应用。
一、新型智能光学材料的研究进展随着科技的不断发展，新型智能光学材料的研究也得到了长足的进展。
其中最有代表性的材料是电致变色材料。
电致变色材料是一种新型的智能光学材料，具有独特的电学、物理学和化学特性。
例如，锂离子电池是电致变色材料的典型代表，能够通过改变其结构形式实现快速的颜色变换。
这让电致变色材料在生产领域中得到更多人们的关注。
此外，近年来还涌现出了一批新型的智能光学材料，如可控光阀、可调谐滤光片和微纳结构体等。
通过结合纳米技术和微电子技术，这些新型材料具有了更加先进的性能和更广泛的应用领域。
目前，国内外科学家正在集中力量，开展这些新型智能光学材料的研究工作。
他们希望通过不断的研究和探索，开发出更加先进的材料，推动这些新型物质的应用和技术创新。
二、新型智能光学材料的应用前景新型智能光学材料具有广泛的应用前景。
其广泛应用于电子、机械、化学及能源等领域，为人们的日常生产、生活提供了更加丰富的选择。
1. 光学通讯光学通讯是一种以光为信息传输媒介的高速通讯方式。
在这种通讯模式下，信息量大，传输距离长，但需要对光进行有效的调节，否则会影响传输效果。
新型智能光学材料可以用于光波调制器和CDMA等设备中，实现信号的调制、调制解调和信号传输等多种功能。
2. 光学显示器光学显示器是指利用光学反射原理产生图象的显示器。
在这种显示模式下，新型智能光学材料可以用于制造可调节亮度、色度、观察角度以及消除视觉疲劳等功能。
智能材料的研究进展与应用前景
智能材料的研究进展与应用前景智能材料是一种能够在外部刺激下产生自主响应的材料，其响应可表现为物理、化学或生物特性上的变化。
智能材料在生物医学、环境监测、航空航天、机器人、能源等领域应用广泛。
本文将讨论智能材料的研究进展和未来应用前景。
首先，人们早在古代就开始研究智能材料。
例如，刺激响应木质材料可以由清朝文献中找到。
随着科学技术的不断发展，各种新型材料被开发出来，如形状记忆合金、电致变聚合物、智能纳米材料等。
这些材料的响应机制各不相同，但均是利用外界刺激引发内在结构的变化，使其产生自主响应。
例如，电致变聚合物就是一种利用外部电场刺激导致材料形状变化的材料。
当电场施加在电致变聚合物上时，材料内部的电荷会重新分布，导致聚合物链的排布发生改变，从而使聚合物产生收缩或伸展的动作。
这种材料可以用于制造自适应型传感器、微电机、人造肌肉等。
另外一种广泛应用的智能材料是形状记忆合金。
它是一种可以通过加热或外力刺激产生变形的金属合金。
它的特殊之处在于，即使经历非常大的位移和扭曲后，只要受到气温升高、电流通入或应力等外界刺激，就可以自动恢复到原来的形态。
这种材料可以用于制造太阳能板、人造心脏瓣膜、医疗器械和机器人等。
随着智能材料的不断发展，其应用前景也日益广泛。
例如，在生物医学领域，智能材料可以制造出可定向释放药物的微胶囊，这对于医治疾病的治疗非常重要。
这种材料不仅可以减少药物的剂量，还可以防止药物过量导致的毒副作用。
此外，智能材料还可以用于疾病的早期检测和诊断。
例如，化学/生物传感器等智能材料可以检测一些分子表征物，如蛋白质、细胞因子等，在常规诊断方法失效的情况下，更为敏感。
在环境监测领域，智能材料可以制造出高灵敏度和高选择性的传感器，可检测大气污染、水质污染和噪声等问题，提高环境保护和监管效率。
此外，智能材料还可以用于工业自主控制系统的开发和优化，实现对生产过程的实时监测和自动控制，以提高产品的品质和安全性，降低能源消耗成本。
海绵钛在智能材料中的应用现状与研究进展
海绵钛在智能材料中的应用现状与研究进展海绵钛是一种以钛为基础材料制成的多孔结构材料，其独特的孔隙结构和优异的性能使其在智能材料领域具有广泛的应用前景。
本文将围绕海绵钛在智能材料中的应用现状和研究进展展开讨论。
首先，海绵钛在能量转换和储存领域具有巨大潜力。
由于其高比表面积和良好的导电性能，海绵钛可以用于制备高性能的锂离子电池、超级电容器和光电催化剂等。
研究表明，海绵钛作为电极材料能够提高电池的储能密度和循环稳定性；同时，海绵钛作为催化剂载体可以提高光催化反应的效率。
其次，海绵钛还在传感器和电子器件领域显示出极大的应用潜力。
由于其多孔结构和高表面积特点，海绵钛能够增加传感器的灵敏度和响应速度。
研究人员通过改变海绵钛孔隙结构和微观形貌来调控传感器的性能，并取得了一定的成果。
此外，海绵钛还可以用于制备柔性电子器件，其具备优良的机械柔性和可塑性，有望应用于可穿戴设备、智能皮肤等领域。
此外，海绵钛在声学和光学领域也有广泛的应用前景。
海绵钛的孔隙结构使其具备优异的声音吸收性能，可以用于制备消音材料和声学隔离材料。
研究人员还通过设计海绵钛的孔隙结构和厚度，改善其声学性能。
在光学领域，海绵钛的多孔结构和低折射率特点使其具备良好的光学特性，能够作为光学滤波器、反射镜等光学材料的组成部分。
此外，海绵钛还在生物医学领域显示出巨大的应用潜力。
由于其良好的生物相容性和可调控的孔隙结构，海绵钛可以用于骨组织工程、药物输送和人工器官等方面。
研究人员通过改变海绵钛的孔隙大小和孔隙分布，调控其对细胞黏附和生长的影响，为组织工程提供了重要的支持材料。
此外，海绵钛还可以作为药物的载体用于药物的缓释和靶向输送。
综上所述，海绵钛在智能材料领域呈现出广阔的应用前景。
目前，虽然已经取得了一定的研究进展，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
例如，海绵钛的制备方法仍然有待改进，其性能和应用仍然有待深入研究。
因此，未来的研究方向应该集中在进一步改进海绵钛的制备方法、改善其性能以及探索更广泛的应用领域。
智能材料的新进展和应用
智能材料的新进展和应用智能材料是一种能够实现功能性响应的新材料，是当今材料科学领域的研究热点之一。
它具有很多特殊的物理性质和机械性能，可以响应外部环境的变化产生特定的功能性响应。
随着科技的不断发展，智能材料也在不断进步，并应用于各个领域。
本文将分享智能材料的新进展和应用。
一、新进展1. 灵敏度提高目前，智能材料的灵敏度已大大提高。
智能材料可以对温度、压力、湿度、磁场等外部环境参数产生响应。
智能材料的响应速度、响应范围以及响应灵敏度也在不断提高，这使得智能材料在许多领域具有了更广泛的应用前景。
2. 功能性增强智能材料通过在普通材料中引入一些特殊的物理机制，可以实现很多特殊的功能。
比如，将石墨烯掺入聚氨酯中，可以制成具有超强阻尼性的材料。
另外，还可以通过将镍和钛的合金加工成形状记忆合金，来实现形状记忆效应。
3. 新类型的智能材料涌现传统的智能材料主要有形状记忆合金、磁性材料、微流控芯片等，但是随着科技的不断发展，新类型的智能材料也在不断涌现。
比如，生物响应性材料可以在生理体液的作用下实现生物功能的恢复。
此外，光致变形材料也是近年来一种新型的智能材料，其可以在受到光束的照射下产生变形。
二、应用领域1. 智能结构智能材料的响应特性能够在结构损坏前发出预警信号，从而实现结构的自诊断、自修复。
比如，在航空航天领域，可以将超声波检测器和智能材料结合使用，对飞机结构进行了有效的非破坏性检测。
2. 医疗健康智能材料在医疗健康领域也有很大的应用前景。
比如，智能电缆可以实现人体的神经仿生接口，从而将假肢与人体神经相连接。
另外，可降解敷料材料也是近年来智能医疗领域的研究热点之一。
3. 人机交互采用智能材料制成的人机交互设备，可以通过人体的姿态、语音、手势等实现设备的智能控制。
比如，可穿戴智能手环、智能手表等，都是利用智能材料制成的。
结论：智能材料的新进展和应用领域不断扩大。
未来，随着科技的不断发展和智能材料的不断研究，智能材料势必会得到更广阔的应用，为人类带来更多的福利和便利。
智能材料的研究进展及应用前景
智能材料的研究进展及应用前景
智能材料是继传统材料和常规复合材料之后的新型高技术材料，它根据人们的需要设计并制备出各种新型材料及产品，它们可逆地响应和处理人、环境及外部的作用，使材料随动、敏感、自适应，且兼有镍控制与执行的功能。
智能材料是由功能材料与智能单元构成的复合材料，功能材料是具有光、电、磁、声、热、力学和化学某些重要性能的材料，而智能单元则是具有自感知、自适应、自诊断、自修复功能的组件。
近年来，智能材料在各领域的应用越来越广泛，下面是一些具体的应用示例：
1. 智能调节：智能材料可以根据环境条件和外部作用进行自适应调节，例如，调节温度、湿度、压力等。
2. 生物医学应用：智能材料可以用于制造医疗器械和药物，如智能药物和智能假肢。
3. 建筑领域：智能材料可以用于制造智能建筑，例如，可以自动调节室内温度和湿度的建筑。
4. 航空航天领域：智能材料可以用于制造飞机和卫星的机翼和机舱，以优化空气动力学性能和减少能量损失。
5. 能源领域：智能材料可以用于制造太阳能电池板和风力发电机，以优化能源效率和减少能源损失。
总之，智能材料的研究和应用前景非常广阔，它们可以应用于各个领域，为人类带来更多的便利和福利。
新型智能高分子材料的研究与应用
新型智能高分子材料的研究与应用随着科技水平的不断发展，智能材料的研究和应用越来越受到广泛的关注。
而在众多的智能材料中，新型智能高分子材料的研究和应用也成为了当前的热点话题。
智能高分子材料是目前材料科学领域中一种较为先进的材料，它的特殊性能和广泛的应用领域受到了各个领域的研究者和应用者的广泛关注。
下面我们将从新型智能高分子材料的研究和应用方面来一一介绍。
1.新型智能高分子材料的研究进展(1)嵌段共聚物嵌段共聚物是指在一条聚合物链上，有两种或多种不同的聚合单体交替出现，由此形成了多种纳米结构的高分子材料。
在这种结构之中，聚合单体之间的相互作用是非常重要的。
随着研究的深入，嵌段共聚物的应用场景越来越广泛，例如将其应用于纳米材料的研究工作当中。
(2)烯烃-芳香二元共聚物烯烃-芳香二元共聚物是指在一条聚合物链上，同时存在烯烃和芳香烃两种聚合单体。
这种材料在制备的过程中，烯烃和芳香烃之间的相互作用非常重要。
(3)超支化聚合物超支化聚合物是一种具有非常高分子量的聚合物，其形状非常奇特，由于其特殊的结构，超支化聚合物的性质也非常独特。
在实际应用当中，超支化聚合物的应用场景非常广泛，例如在纳米材料和生物医学领域等方面都能够发挥非常重要的作用。
(4)中息肉中息肉是指一种新型智能高分子材料，在制备过程中会发生逆转的“脱溶-相分离-再溶胀”过程。
中息肉具有很好的智能响应性质，能够非常敏锐地响应于外部环境的变化。
在实际应用方面，中息肉也被广泛用于人工智能领域的研究工作中。
2.新型智能高分子材料的应用新型智能高分子材料的应用场景非常广泛，下面我们将介绍一些比较典型的应用领域。
(1)传感器新型智能高分子材料由于具有非常好的响应性质，在传感器方面的应用也非常广泛。
例如在温度传感器、压力传感器和湿度传感器等方面都有广泛的应用。
而在这些传感器中，新型智能高分子材料具有更好的灵敏度和响应速度。
(2)生物医学在生物医学领域中，新型智能高分子材料也被广泛应用。
材料成型与控制工程中的智能材料研究进展
材料成型与控制工程中的智能材料研究进展在材料科学领域，智能材料一直是研究的热点之一。
智能材料是指能够感知外界环境变化并做出相应响应的材料。
这些材料具有自我感知、自我诊断和自我修复等特点，被广泛应用于材料成型与控制工程中。
一种常见的智能材料是形状记忆合金。
形状记忆合金具有记忆效应，即能够在受到外界刺激后恢复到其原始形状。
这种材料可以通过改变温度、应力或磁场等外界条件来实现形状的变化。
形状记忆合金的研究为材料成型与控制工程提供了新的思路和方法。
例如，在航空航天领域，形状记忆合金可以用于制造自动调节飞机机翼形状的材料，从而提高飞机的飞行性能和安全性。
另一种智能材料是光敏材料。
光敏材料对光的强度、波长和方向等变化非常敏感，可以通过光的照射来实现形状、颜色和光学性能的变化。
光敏材料在光电子器件、光学传感器和光学存储等领域有广泛应用。
例如，在光电子器件中，光敏材料可以用于制造可调节光强的光开关，从而实现光信号的控制和传输。
除了形状记忆合金和光敏材料，还有许多其他类型的智能材料在材料成型与控制工程中得到了广泛研究和应用。
例如，磁敏材料可以通过外加磁场来实现形状和磁性的变化，被用于制造磁性传感器和磁性存储器。
声敏材料可以对声波的频率和振幅等参数做出响应，被应用于声波传感器和声波发生器。
温敏材料可以对温度的变化做出响应，被用于温度传感器和温度控制器。
随着科学技术的不断发展，智能材料的研究也在不断取得新的突破。
例如，近年来，研究人员通过引入纳米颗粒和纳米结构等新技术，成功地制备出了具有更高灵敏度和更快响应速度的智能材料。
此外，利用人工智能和机器学习等技术，可以对智能材料的性能和行为进行模拟和预测，为材料设计和应用提供更多的可能性。
智能材料的研究不仅对材料科学领域具有重要意义，也对工程技术和产业发展产生了深远影响。
智能材料的应用可以提高材料成型和控制工程的效率和精度，降低生产成本和能源消耗。
此外，智能材料还可以为制造业的转型升级提供新的动力和机遇。
智能材料在生物医学领域的应用研究进展
智能材料在生物医学领域的应用研究进展智能材料是一种能够对外界环境做出响应和变化的材料，其在生物医学领域的应用正在得到越来越多的关注和研究。
这些智能材料，通过其独特的特性，为医学领域提供了许多新的治疗和诊断方法。
本文将介绍智能材料在生物医学领域的应用研究进展，包括智能药物输送系统、智能仿生材料以及智能生物传感器等方面。
一、智能材料在药物输送系统中的应用智能药物输送系统是将药物通过智能材料载体，精确、定时地释放到患者体内的方法。
这种方法可以增加药物的疗效，降低不良反应，并提高患者的生活质量。
智能材料通常通过对外部刺激如温度、pH值等的响应来控制药物的释放。
例如，一些智能材料可以在特定的温度下保持稳定，但在其他温度下会释放药物，从而实现药物的定向输送。
另外，还有一些智能材料通过对光、电、磁等刺激的响应来实现药物的控制释放。
这些智能药物输送系统的研究成果为药物治疗的个性化提供了可行的途径。
二、智能材料在仿生医学领域的应用仿生医学是模拟生物体内的结构和功能，开发新型的医疗材料和技术，用于替代和修复组织和器官的研究领域。
智能材料在仿生医学领域的应用，可以帮助人们更好地理解和模拟生物体内的复杂结构和功能。
例如，智能生物支架可以模拟组织的生物相容性和力学性能，用于修复受损的组织。
同时，一些智能材料还可以模拟生物体内的微环境，为细胞生长和分化提供适宜的环境。
三、智能材料在生物传感器中的应用智能生物传感器是一种将生物学反应与物理信号转换的设备，可以用于检测和监测生物分子的浓度和活性。
智能材料作为传感器组件的关键材料，在生物传感器中具有重要的应用价值。
智能材料可以通过与生物分子的特异性相互作用来产生信号响应，并将其转换为可观测的物理信号。
例如，一些智能材料可以通过与特定蛋白质的结合，改变其光学性质，从而在传感器上产生光学信号。
这些智能生物传感器以其高灵敏度和快速检测的特性，为药物筛选、癌症早期诊断、环境监测等提供了新的解决方案。
智能材料技术研究进展
智能材料技术研究进展智能材料技术是近年来较为热门的研究方向之一，在我国也得到了越来越多的关注和推广。
其优越的物理性质与广阔的应用前景，使其成为许多研究人员关注的焦点。
本文将主要介绍智能材料技术的定义、分类以及研究进展。
一、智能材料技术的定义智能材料技术是指通过引入具有响应功能的智能体系，令材料能够主动或被动地改变自身结构、形态、功能以及相互作用。
包括智能材料的设计、制备、性质、应用及相关理论研究等诸多方面。
与传统材料相比，智能材料拥有着更多的优点。
首先，智能材料可以自主响应外部作用的变化，从而调节自身的物理性能，并实现自动控制和适应性能。
其次，智能材料通常是多功能化的，并能够同时实现多种工作功能，从而减小系统体积与成本，提高系统效率。
最后，智能材料还可以被制备成高精度、高稳定度、可控性能的工程器件，并在新型质量监测与能源转换领域得到广泛应用。
二、智能材料技术的分类基于智能体系的不同，智能材料技术可以分为以下几种类型：形状记忆材料、压电材料、磁致伸缩材料、电致变材料、热致变材料、光学响应材料、光电材料等。
这些种类的智能材料均具有不同的物理性质和应用特点。
形状记忆材料是指在加热、拉伸等条件下发生变形，但一旦去除作用力，就可回复原来的形状。
其重要性在于可以控制所需要的特定形状，对开展微机电系统、铁路绝缘件、航空航天等领域得到了广泛应用。
压电材料是指在施加电场时，可引起物理量如应变、压力、形变等变化的材料。
这类材料在超声波发射、传感器、换能器等领域得到了广泛应用。
磁致伸缩材料是指在磁场中可产生明显变形的材料。
这类材料具有节能环保、化学稳定性好、自监测及修复性能等特点，是磁力驱动器、钣金加工机床、智能车窗等领域的理想选择。
电致变材料是指在施加电压时，发生电极端面位移或振动的材料体系。
这类材料广泛应用于声源、振动源、速度控制器、安全感知装置等领域。
热致变材料是指在温度变化时，可改变长度或形状的材料体系。
这类材料广泛应用于精密度量、各种类型的阀门、液晶和生物医学。
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各专业全套优秀毕业设计图纸目录0 引言 (2)1 智能材料结构的研究现状 (3)1.1 智能传感技术 (3)1.2智能驱动技术 (4)1.3智能控制技术 (6)1.4智能信息处理与传输 (6)2 常用制备方法 (8)2. 1 物理气相沉积法 (8)2. 2 喷涂法 (8)2. 3烧结法 (8)2. 4 注射成型法 (8)2.5创构智能材料的物理新技术 (8)3智能材料的应用领域 (9)3.1军事领域中的应用 (9)3.2医学领域中的应用 (11)3.3建筑领域的应用 (13)3.4智能服装和纺织品领域的应用 (13)3.5 未来热点应用 (14)3 结束语 (15)参考文献 (15)智能材料研究进展及应用侯博材料与化工学院材料科学与工程摘要：智能材料是广受瞩目的新兴材料科学门类,经过几十年的发展，已日趋成熟,必将逐渐深入到人类生活之中，且越来越多地影响乃至大范围地改变人们的生活方式。
本文介绍了智能材料的基本构成和分类，对对智能材料结构的研究现状进行了阐述，并简单介绍了一些常用的制备方法，概述了其应用，探讨了其研究价值和广阔的发展应用前景。
关键词：智能材料智能传感技术智能驱动技术智能控制技术智能信息处理与传输0 引言材料是人类一切生产和生活水平提高的物质基础，是人类进步的里程碑。
随着科技的发展，特别是20世纪80年代以来，现代航天、航空、电子、机械等高技术领域取得了飞速的发展，人们对所使用的材料提出了越来越高的要求，传统的结构材料或功能材料已不能满足这些技术的要求，材料科学的发展由传统单一的仅具有承载能力的结构材料或功能材料，向多功能化、智能化的结构材料发展。
20世纪80年代末期，受到自然界生物具备的某些能力的启发，美国和日本科学家首先将智能概念引入材料和结构领域，提出了智能材料结构的新概念。
智能材料结构又称机敏结构(Smart/Intelligent Materials and Structures)，泛指将传感元件、驱动元件以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中，通过机、热、光、化、电、磁等激励和控制，不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能，能进行自诊断、自适应、自学习、自修复的材料结构。
智能材料结构是一门交叉的前沿学科，所涉及的专业领域非常广泛，如:力学、材料科学、物理学、生物学、电子学、控制科学、计算机科学与技术等，目前各国都有一大批各学科的专家和学者正积极致力于发展这一学科[1]。
当前，科学技术的发展对材料性能的要求越来越高，材料智能化的概念已极大地影响着人们在材料设计、制造和应用过程中的思维方式，光导纤维传感技术、微电子学技术、自组装材料制备技术以及其他相关技术的发展又给智能材料与结构的研究提供了新的研究手段、打开了更大的想象空间。
目前国际上有关智能材料与结构的研究非常活跃，每年都要召开与之相关的学术会议，新设想、新成果不断出现[2]。
1智能材料结构的研究现状1.1 智能传感技术传感技术是实现智能结构实时、在线和动态监测的基础。
而其中用于感受周围环境变化以实现传感的一类功能元件叫传感元件，它相当于人的神经系统。
通过埋入(或粘贴)于主体材料内部(或表面)的传感元件能够有效地感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学和核辐射等的强度及其变化，并将其转换成另一种物理量(如:电、光)，它是结构实现智能化的基础元件之一。
目前研究和采用的主要传感元件有:光导纤维、压电元件、电阻应变元件、疲劳寿命丝、半导体元件等。
（1）光导纤维早在1991 年美国就提出智能构件“健康” 监控系统(SHMS)，其中的传感材料就是光纤。
人们最初关心的是光纤维材料的埋入，是否会引起材料层间断裂韧性的下降或基体材料的损伤。
后来的实验表明，对环氧复合材料埋入光纤，并没有降低拉伸强度和压缩强度，也没有引起层间断裂韧性的降低。
目前，人们使用光纤已制作成各种埋入式复合材料传感器，其作用有:①监测复合材料加工制造过程，随时报告加工过程中出现的缺陷；②监测飞行器结构所处的状态，随时报告疲劳和温度等情况；③利用光纤传感器和神经网络处理器对结构进行在线综合评估。
加拿大多伦多大学和波音公司建立了世界上首架含有光纤的机翼前缘损伤评估系统原型。
冲击过载实验表明，埋入光纤进行损伤评估是可行的，并解决了埋入光纤的处理和铺层分布、多传感器的结构和多路传输、传感器信号的再生和结构间连接等问题[2]。
（2）压电元件在智能结构中，常用于声发射信号、应力波和压力测量的压电材料可分为两类:压电陶瓷和压电聚合物。
压电材料的特点是有较宽的频响范围、控制精度高、可以加工成多种形式的传感器，易于小型化和集成化，可用作传感元件和驱动元件。
压电材料的最新成果包括细晶粒聚合物陶瓷、大应变量(1.7%)单晶压电材料、压电纤维和压电复合材料等，它们的共同优点是具有较大的驱动应变和很强的可设计性[1]。
（3）半导体元件微小的半导体传感元件是未来智能结构中的主要传感元件，它能够制成与基体材料融为一体的半导体模块、薄片，用于测量温度、压力、辐射、加速度等，具有用途广、尺寸小、易集成和成本低等优势，目前的主要问题是使用温度的限制。
不同的传感元件具有不同的传感特性，因此，需要对相关传感元件的力学—光学—电学等耦合效应进行深入的分析，探索新型组合式传感元件的新原理;研究新型光纤、激光、压电传感原理与技术;研究高性能、多用途表面声波传感器;研究分布式及准分布式传感、传感器网络及多传感器复用原理与方法;建立应变/温度复合传感原理与技术;研究新型加速度、速度、位移、变形、裂纹、损伤传感器技术;研究传感器数量与位置优化设计，以及在不同环境下传感元件和网络功能效应的模拟与仿真，以达到优化传感元件和传感网络综合性能的目的。
1.2智能驱动技术驱动技术(包括驱动元件、激励和控制方式等)是智能结构实现形状或力学性能自适应变化的核心问题，也是困扰结构自适应的一个“瓶颈”。
其中，驱动元件是使结构自身适应其环境的一类功能元件，它的作用就像人的肌肉，可以改变结构的形状、刚度、位置、固有频率、阻尼、摩擦阻力、流体流动速率、温度、电场及磁场等。
驱动元件是自适应结构区别于普通结构的根本特征，也是自适应结构从初级形态走向高级形态的关键。
对驱动元件的要求如下:①与主体材料相容性好，具有较高的结合强度。
②本身具有较好的机械性能，如弹性模量大、静强度和疲劳强度高、抗冲击等。
③频率响应宽，响应速度快，激励后的变形量和驱动力大，且易于控制。
目前研究和采用的主要驱动元件有:压电元件、形状记忆合金、电致/磁致伸缩材料、电/磁流变体、压电复合材料、聚合物胶体等。
（1）压电元件利用逆压电效应，压电元件可用作驱动元件。
压电元件作为驱动元件的特点是:激励能量小，响应速度快，控制精度度高，使用方便。
主要问题是:驱动变形量和驱动力小，低于目前结构材料的许用应变值。
（2）形状记忆合金形状记忆合金(SMA)是智能结构中首先应用且问世不久的一种具有形状记忆效应的功能型金属材料，其作为驱动器元件最重要的特点是：可实现多种变形形式，变形量大，加热驱动时驱动力较大，可用于改变结构中的应力应变分布和结构的形状。
存在的主要问题是功耗大、响应慢、多参数耦合效应复杂。
（3）电/磁流变体电/磁流变体是在外加电场/磁场作用下能迅速实现液体-固体性质转变的一类智能材料，这类材料能感知环境(外加电场/磁场)的变化，并且根据环境的变化自动调节材料本身的性质，使其粘度、阻尼性能和剪切应力都发生相应的变化。
这种液态和固态之间的转化是快速可逆的，并可保持粘度连续、无极地变化，能耗极小，是智能结构中很好的驱动器。
（4）压电复合材料压电复合材料是将压电相材料(如压电陶瓷)与非压电相材料(如聚合物)按照一定的连通方式复合而形成的一种具有压电效应的复合材料。
它具有优良的压电性能，柔韧性好，重量轻。
其最大的特点是可设计性强，通过选择不同的连通方式和复合方式，可使压电复合材料具有所需要的综合性能。
压电复合材料能用于结构的减振降噪和形状控制，并能改善与结构材料之间的相容性。
（5）聚合物胶体聚合物胶体是一种将化学能或电能转变为机械能的仿人体肌肉功能的作动器，特别适合仿生飞行器。
聚合物胶体能并联成仿肌肉的纤维束，稳定性好、柔度系数可调。
需要研究的是如何提高力的集度，改善受载状况下的响应速度，提高能量转换效率。
每种驱动元件都具有自身的特点，而理想的驱动元件能直接和高效地利用输入的电信号改变结构的状态和特性。
以后需进行重点研究的新型驱动技术有:研究复合式和混杂式新型驱动系统、微型驱动装置;研究驱行器驱动力/行程/速度关系与功率/能量要求;建立驱动系统的理论分析模型并进行优化;研究驱动系统的激励和控制;研究磁流变驱动器、PZT堆驱动器、功能纤维材料驱动器，及具有高阻尼性能的形状记忆合金被动阻尼技术等。
1.3智能控制技术在智能结构中，控制系统也是一个重要的组成部分，它所起的作用相当于人的大脑。
智能结构控制系统包括控制元件及控制策略与算法等。
智能结构的控制元件集成于结构之中，其控制对象就是结构自身。
由于智能结构本身是分布式、强耦合的非线性系统，且所处的环境具有不确定性和时变性，因此，要求控制元件能够自己形成控制规律，并能够快速完成优化过程，需有很强的鲁棒性、实时性和在线性。
而以频域为基础的经典控制理论和以时域为基础的现代控制理论均难以面对智能结构自身的特征和所处的环境。
智能结构的控制打破了传统控制系统的研究模式，将对受控对象的研究转移到对控制器自身的研究上，通过提高控制器的智能水平减少对受控对象数学模型的依赖，从而增强结构系统的适应能力，使控制元件在受控对象性能发生变化、漂移、环境不确定和时变的情况下，始终获得满意的控制效果。
结构之所以具有智能主要源于它的自主辨识和分布控制功能。
智能结构的控制策略分为3个层次，即局部控制(LocalControl)、全局算法控制(GlobalAlgorithm Control)和智能控制(Intelligent Control)。
局部控制的目标是增大阻尼和(或)吸收能量并减少残留位移或应变;全局算法控制的目标是稳定结构、控制形状和抑制扰动。
这两个层次在目前的技术水平上是可以实现的。
智能控制是未来重点研究的领域，通常应具备系统辨识、故障诊断和定位、故障元件的自主隔离、修复或功能重构、在线自适应学习等功能。
针对分布式、非线性、强耦合、多变量、随机性及时变性这一复杂结构系统，利用主动/半主动/被动/复合控制各自的优点，建立智能结构系统控制的数学模型。
采用非线性系统中控制与结构的相互作用、系统辩识与状态估计、模糊控制与神经网络控制的相互结合。
特别是仿人智能控制理论中，分层逆阶控制信息处理及决策机构，在线特征辨识及特征记忆，开闭环结构的多模态控制，启发式和直觉式推理逻辑的灵活应用，分布局部控制与中央全局控制的结合。