智能高分子材料的应用与进展 论文
智能化高分子的研究进展

智能高分子材料的研究进展摘要: 智能高分子材料是一种刺教一响应型聚合物或祷环境敏感聚旨播。
已成为功能高分子研兜的前沿领域。
本文对一些有代表性的智能高分子材料在各个领域的研究及应用进展作了简单的综述,并展望了其发展前景。
目前,具有各种智能的高分子材料在信息、电子、宇宙、海洋科学、生命科学等领域得到了应用。
智能高分子材料的开发与应用孕育着新一代的技术革命。
它将是21世纪使用的重要材料之一,并将促进新理论的产生和新产品的开发。
关键词:智能高分子;智能材料;进展智能高分子材料是指能够感知环境变化,通过自我判断和结论,实现指令和执行的新材料。
它在模仿生命系统中同时具有感知和驱动双重功能的材料,即不仅能够感知外界环境或内部状态所发生的变化,而且能够通过材料自身的或外界的某种反馈机制,实时地将材料的一种或多种性质改变,做出所期望的具有某种响应的材料,又称机敏材料。
其中环境刺激因素很多,如温度、PH值、离子、电场、磁场、溶剂、反应物、光或紫外光、应力和识别等,对这些刺激产生有效响应的智能聚合物自身性质会随之发生变化。
由于它具有反馈功能,与仿生和信息密切相关,其先进的设计思想被誉为材料科学史上的一大飞跃,已引起世界各国政府和多种学科科学家的高度重视。
目前,有些开发中的智能高分子材料的应用有待理论研究的深入和拓宽,进一步改善智能高分子材料对刺激的响应特性,如响应速率、力度及可靠性等.智能高分子材料的发展日月异,有人预计21世纪可望向模糊高分子材料发展.所谓模糊材料,其刺激响应性不限于一一对应,材料本身能判断,依次发挥其调节功能,像动物的脑那样能记忆和判断。
下面重点介绍几种智能高分子材料。
1、智能型凝胶。
凝胶或称水凝胶为亲水性但不溶于水的聚合物,它在水中可溶胀至一平衡体积仍能保持其形状。
简单地说,凝胶就是由溶剂和高分子网络所组成的复合体系,与生物组织类似。
智能型高分子凝胶发展的基础为P.J.F1ory的凝胶溶胀理论,交联结构使之不溶解而保持一定的形状;渗透压的存在使之溶胀而达到平衡体积。
智能高分子材料研究进展

智能高分子材料研究进展智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料,它能够根据外界刺激或条件改变自身的结构和性质。
随着科技的不断进步,智能高分子材料的研究也取得了长足的进展。
本文将介绍智能高分子材料的研究进展,主要涉及两个方面:响应性高分子材料和自修复高分子材料。
响应性高分子材料是指根据外界刺激或条件发生可逆的结构和性能变化的材料。
其中,温度响应性材料是最常见的一类。
这类材料在不同的温度下会发生相变,从而改变物理性质或表面形貌。
例如,聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一种具有温度敏感性的高分子材料。
当温度超过临界温度(约32℃),PNIPAM会在水中形成聚集体,从而改变其溶解度和阻力,实现温度响应性。
除了温度响应性材料外,pH响应性材料也是一类重要的响应性高分子材料。
这类材料能够在不同pH值下发生溶胀或溶解,从而实现对外界酸碱条件的响应。
聚丙烯酸(PAA)是一种常用的pH响应性材料,当pH 值低于其pKa值时,PAA会溶胀;当pH值超过其pKa值时,PAA会发生溶胀,从而改变其物理性质和形貌。
自修复高分子材料是指在受损后能够自行修复的材料。
这类材料通过自修复机制,可以恢复其原有的结构和性能。
一种常见的自修复机制是实现高分子链的断裂与重合。
例如,二氧化硼硬脂酸酯(Boronate ester)是一种具有自修复能力的高分子材料。
当材料受损断裂时,硼酸酯键会断裂,形成自由的亲电基团,然后在适当条件下,亲核物质与亲电物质发生反应,重新形成硼酸酯键,实现自修复。
除了上述两个方面的研究进展,近年来还涌现出一些智能高分子材料的新研究方向。
例如,光响应性材料可以通过光照引起结构和性质的变化。
电磁响应性材料可以通过外加电场或磁场实现结构和性质的调控。
生物响应性材料可以响应生物环境中的刺激,如细胞内温度、pH值和酶等。
这些新研究方向为智能高分子材料的发展开辟了新的途径。
总之,智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料,其研究进展日益迅猛。
智能高分子材料的未来发展趋势分析

智能高分子材料的未来发展趋势分析
随着科技的不断进步和人类对材料性能需求的不断提高,智能高分子材料作为
一种具有潜力的新型材料,正逐渐引起人们的关注。
智能高分子材料是指在外部刺激下能够产生智能响应的高分子材料,具有形状记忆、自修复、自感知等特性,被广泛应用于航天航空、医疗保健、智能生活等领域。
在未来的发展中,智能高分子材料将会呈现出以下几个趋势:
1. 多功能化
未来的智能高分子材料将更加注重多功能化的发展,不仅可以实现形状记忆功能,还可以具备自修复、自感知、自组装等多种功能。
这种多功能化的智能材料将能够更好地满足不同领域的需求,应用范围将更加广泛。
2. 环境友好
随着人们对环境保护意识的增强,未来的智能高分子材料将更加注重环保性能。
研究人员将致力于开发生产过程更加环保、可降解材料,并通过技术手段实现高效回收再利用,从而减少对环境的影响。
3. 自适应性
未来的智能高分子材料将具备更强的自适应性能,能够根据外部环境变化自动
调整材料性能,以实现更好的适应性和稳定性。
这种自适应性将大大提高材料在复杂环境下的应用效果,为各行业带来更大的便利。
4. 高性能
随着材料科学、纳米技术等领域的不断发展,未来的智能高分子材料将呈现出
更高的性能表现。
这包括更高的强度、耐磨性、耐温性等,使智能高分子材料在极端环境下也能够表现出色,为相关行业提供更可靠的材料支持。
综合来看,未来智能高分子材料的发展将更加注重多功能化、环境友好、自适
应性和高性能等方面。
这将为人类社会带来更多的科技创新和应用领域拓展,推动智能高分子材料行业持续快速发展,为人类生活和产业发展带来更多可能性。
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。
智能化高分子的研究进展

智能化高分子的研究进展摘要:近年来,在新材料领域中正在兴起一门新的分支学科——智能高分子材料。
本文对一些智能高分子材料在各个领域的研究及应用做出综述性的阐述,并对该领域的发展做出一些展望。
关键字:智能高分子材料(Intelligent Polymer Materials)特征应用发展智能高分子材料智能高分子材料(Intelligent Polymer Materials)又称智能聚合物,机敏性聚合物,刺激相应型聚合物,环境敏感型聚合物。
智能高分子材料是一种能够通过对周围的环境变化的感觉,针对这个变化采取一定反应的高分子材料。
智能高分子材料它在模仿生命系统中同时具有感知和驱动双重功能的材料,即不仅能够感知外界环境或内部状态所发生的变化,而且能够通过材料自身的或外界的某种反馈机制,实时地将材料的一种或多种性质改变,做出所期望的具有某种响应的材料,又称机敏材料。
目前智能高分子材料主要研究,记忆功能高分子材料、智能高分子凝胶、智能药物释放系统、聚合物电流变流体、智能高分子膜、智能纺织品、智能橡塑材料、生物材料的仿生化、智能化等等。
表1智能材料的分类分类方法智能材料种类按材料的种类金属类智能材料非金属类智能材料高分子类智能材料智能复合材料按材料的来源天然智能材料合成智能材料建筑用智能材料工业用智能材料按材料的应用领域军用智能材料医用智能材料航天用智能材料按材料的功能半导体;压电体;电致流变体按电子结构和化学键金属;陶瓷;聚合物;复合材料20世纪80年代,人们提出智能材料的概念,20世纪90年代以来,美国、日本、意大利、英国等国家都在大力加强对智能材料的基础研究和应用研究。
智能材料要求材料体系集感知、驱动和信息处理于一体,形成类似生物材料那样的具有智能属性的材料。
其概念设计可以从以下观点构思:(1)材料开发的历史——由结构材料、功能材料进而到智能材料;(2)人工智能在材料的水平反映——生物计算机的未来模式;(3)从材料设汁的立场制造智能材料;(4}软件功能引入材料;(5)人们对材料的期望;(6)能量传递;(7)材料具有时间轴,要求材料有寿命预告、自修复、自分解,甚至自学习、自增殖、自净化功能和可对应外部刺激时间轴积极自变的动态功能。
智能高分子材料论文

智能高分子材料发展及应用目录:一.论文摘要二.正文1. 高分子材料研究与发展1.1智能高分子材料概论1.2智能高分子特性1.3智能高分子材料研究与发展2. 能高分子材料与其他科学联合2.1智能高分子涉及学科2.2智能高分子材料在一些领域的具体应用3. 智能高分子材料产业领域3.1高分子材料工业应用3.2高分子材料制药方面的应用三.总结智能高分子材料研究与发展应用摘要: 智能高分子材料的研究和发展,是材料学的发展有了突破性的发展。
20世纪90年代之后的研究更是深入,智能高分子的研究涉及的众多方面如信息、电子、宇宙、海洋科学、生命科学等领域,另高分子在一些高科技产业中得到应用,已成为高分子材料的发展方向之一。
关键词:智能材料发展涉及应用一.智能高分子材料的研究与发展1.1智能高分子材料概论智能高分子材料又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物,所以被定义为“能感知环境变化并随外部条件的变化,通过自我判断和结论,进行相应动作的高分子材料”。
为了实现这样的高分子材料的合成,高分子材料必须具备感知特定的外界刺激和自身内部状态变化并坐车响应的功能以及响应速度快,外界刺激撤除后恢复自我的能力,其特性决定于分子结果的复杂性与多样性,以此决定了智能化。
1.2智能高分子材料具体标出的特性具有应用价值的智能高分子材料具有变形量大、复性容易、形状响应温度抑郁调整、保温、绝缘性能好,而且还具有不腐蚀,易着色、可印刷、质轻价廉等诸多有点,因此在各个领域广泛应用。
1.3智能高分子材料的研究与发展从1949年Kuhn . Breithenbach 和Katchalsky 发现丙烯酸大分子上的羧基在交替更换酸碱溶液时,聚合物发生溶胀和收缩开始,对于大分子材料的研究就渐渐进入科学家的眼球,1968年和1978年对于分子材料学的研究更是更近一步.从80年代研究单一且非特异性的智能高分子型到90年代研究对象发展成为微小的具有特异性的智能高分子材料,也就是说感应到多个刺激条件后,进行信息处理而动作的智能型高分子。
浅谈智能高分子材料的研究进展及其

浅谈智能高分子材料的研究进展及其应用领域摘要智能高分子材料是一种刺教一响应型聚合物或祷环境敏感聚旨播。
已成为功能高分子研兜的前沿领域。
在本文中,笔者通过查阅资料,首先讲述智能高分子材料简要发展史;然后介绍对一些有代表性的智能高分子材料在各个领域的研究及应用进展作了简单的综述,并展望了其发展前景。
目前,具有各种智能的高分子材料在信息、电子、宇宙、海洋科学、生命科学等领域得到了应用。
智能高分子材料的开发与应用孕育着新一代的技术革命。
它将是21世纪使用的重要材料之一,并将促进新理论的产生和新产品的开发。
关键词智能高分子材料发展应用展望引言目前在新材料领域中,正在形成一门新的分支学科-智能高分子材料,也有人称机敏材。
,智能高分子材料它是通过有机合成的方法,使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”。
这类材料在实际中已有了应用,并正在成为各国科技工作者的崭新的研究课题,预计不远的将来,这些材料将进入到我们生活中。
数千年来,人们建造的建筑物都是摸拟动物的壳,天花板和墙壁都是密不透风,以便把建筑物内外隔开。
科学家正在研制一和能自行调温调光的新型建筑材料,这种制品叫“云胶”,其成分是水和一种聚合物的混合物,这种聚合物的一部分是油质成分,在低温时这种油质成分把水分子以一种冰冻的方式聚集在这种聚合物纤维的周围,就象“一件冰茄克衫”,这种象绳子似的聚合物是成串排列起来的,呈透明状,可以透过90%的光线。
当它被加热时,这和聚合物分子就象“面条在沸水里”那样翻滚,并抛弃它们的象冰似的“冰茄克衫”,使聚合纤维得以聚在一起,此时“云胶”又从清澈透明变成白色,可阻挡90%的光。
这一转变大部分情况下在两三度温差范围内就能完成,并且是可逆的。
建筑物如果具有象这样的“皮肤”,就可以适应周围的环境。
当天气寒冷时,它就变成透明的,让阳光照班进来。
当天气暖和且必须把阳光挡住时,它就变得半透明。
一个装有云胶的天窗,当太阳光从天空的一端移向另一端时,能提供比较恒定的进光量。
高分子材料在智能制造领域的应用前景

高分子材料在智能制造领域的应用前景
在当今科技快速发展的时代,高分子材料作为一种重要的工程材料,正逐渐成
为智能制造领域的热门选择。
高分子材料具有轻质、耐强度高、绝缘性好等特点,使其在各种智能制造设备中扮演着重要角色。
首先,高分子材料在智能制造中的应用前景体现在其优异的机械性能上。
高分
子材料通常具有较高的强度和韧性,能够承受复杂的工作环境下的应力和压力,保证设备稳定运行。
例如,在智能机器人的制造过程中,使用高分子材料制作机体和关键零部件,可以有效提高机器人的工作效率和寿命。
其次,高分子材料的化学性能也使其在智能制造领域中具有广阔的应用前景。
高分子材料具有较好的耐腐蚀性和耐磨损性,能够抵御恶劣环境下的化学侵蚀和磨损,确保设备长时间稳定运行。
在智能传感器和控制系统中,使用高分子材料作为外壳和保护层,可以提高设备的抗干扰能力和使用寿命。
此外,高分子材料具有良好的加工性和成型性,适用于各种复杂形状和结构的
制造。
在智能制造设备的设计和制造过程中,采用高分子材料可以更加灵活地实现各种功能要求,提高产品的整体性能和竞争力。
而且,高分子材料还可以通过改性和复合等手段,进一步改善其性能,满足不同智能制造设备的特殊需求。
综上所述,高分子材料在智能制造领域的应用前景十分广阔。
随着科技的不断
进步和智能制造需求的增加,高分子材料将在智能制造领域发挥越来越重要的作用,推动智能制造技术的不断创新和发展。
相信未来,高分子材料将为智能制造领域带来更多惊喜和突破,实现智能制造的更好发展和应用。
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智能高分子材料的应用与进展(华北科技学院化工B082班卫星红 200801034207)摘要智能材料已成为当今借界高度关注的热点和焦点 ,它有着广阔的应用前景 ,取得了丰富的研究成果。
从合成、加工、新产品开发及其应用诸方面综述了智能高分子材料,如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的研究进展,并展望了其发展前景。
关键词高分子材料智能高分子材料响应速率进展0 引言20世纪80年代中期,人们提出了智能材料的概念,智能材料要求材料体系集感知、驱动和信息处理于一体,形成类似生物材料那样的具有智能属性的材料[ l ]。
智能材料在目前文献中的提法大都为机敏材料( Smart Material )、机敏结构( Smarts Structure)、自适应结构 (A daptive Strueture)、智能材料( Intelligent Material )、智能结构( Intelligent Strueture),这些概念国内外至今尚无统一的定论。
关于“机敏”(Smart)和“智能”( Intelligent)的讨论,不少文献资料进行了说明[2~5]。
智能材料的基础是功能材料功能材料通常可分为 2 大类一类被称为驱动材料,它可以根据温度、电场或磁场的变化来改变自身的形状、尺寸、位置、刚性、阻尼、内耗或结构等 ,因而对环境具有自适应功能,可用来制成各种执行器;另一类被称为感知材料,它是指材料对于来自外界或内部的刺激强度及变化(如应力、应变、热、光、电、磁、化学和辐射等)具有感知,可以用来做成各种传感器.同时具有敏感材料与驱动材料特征的材料,被称为机敏材料。
智能材料通常不是一种单一的材料,而是一个由多种材料系统组元通过有机的紧密或严格的科学组装而构成的一体化系统 ,是敏感材料、驱动材料和控制材料(系统)的有机合成。
智能材料是材料科学不断向前发展的必然结果,是信息技术溶入材料科学的自然产物,它的问世,标志和宣告第 5 代新材料的诞生,也预示着在 2 1 世纪将轰生一次划时代的材料革命。
近年来,智能材料的研究在世界范围内已成为材料科学与工程领域的热点之一 ,甚至有人把21世纪称之为智能材料世纪。
智能材料可用1作出描述。
迄今为止, 人们已开发出很多种智能高分子材料。
图1 智能材料示意图1发展历史早在1970年代,田中丰一就发现了智能高分子现象,即当冷却聚丙烯酰胺凝胶时,此凝胶由透明逐渐变得浑浊,最终呈不透明状,加热时,它又转为透明[2]。
1980年代,出现了用来制造高分子传感器、分离膜、人工器官的智能高分子材料。
1990年代,智能高分子材料进入了高速发展阶段。
进入21世纪后,智能高分子材料正在向智能高分子模糊材料的方向发展。
20世纪80年代末 ,日本科学家将信息科学容于材料的物性和功能 ,提出了智能材料( Intelligcn Materials)概念 ,是指对环境具有可感知、可响应 ,并具有功能发现能力的新材料。
智能材料的概念设纪计构思:(1)材料开发的历史:由结构材料、功能材料进而到智能材料;(2)人工智能在材料的水平反映———生物计算机的未来模式;(3)从材料设计的立场制造智能材料;(4)软件功能引入材料;(5)人们对材料的期望;(6)能量传递;(7)材料具有时间轴 ,要求材料有寿命预告 ,自修复、自分解 ,甚至自学习、自繁殖、自净化功能和对外部刺激时间轴积极自变的动态功能。
2 智能高分子材料的研究进展2.1 智能高分子凝胶高分子凝胶是指三维高分子网络与溶剂组成的体系,网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状,因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团,使之可被溶剂溶胀而达到平衡体积。
[3]这类高分子凝胶可随环境条件的变化而产生可逆的、非连续性的体积变化[4]。
高分子凝胶的溶胀收缩循环使之可应用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料等领域;循环提供的动力可用来设计“化学发动机”;网孔的可控性适用于智能药物释放体系。
高分子凝胶的刺激响应性包括物理刺激(如热、光、电场磁场、力场、电子线和射线)响应性和化学刺激(如值、化学物质和生物物质)响应性。
随着智能高分子材料的深入研究,发展具有多重响应功能的“杂交型”智能高分子材料已成为这一领域的重要发展方向。
例如,刘锋等合成的羧基含量不同的值敏感及温度敏感水凝胶聚(异丙基丙烯酰胺丙烯酸)及含有聚二甲基硅氧烷的聚(异丙基丙烯酰胺丙烯酸),可使吸附在水凝胶中的木瓜酶随着生物体内环境的变化而自行完成药物的控制释放。
紫外线辐射法合成的甲基丙酰胺,二甲氨基乙酯水凝胶具有较好的透明性和适当的弹性,在40摄氏度和PH值=3时亦有明显的温度和PH 值敏感性;将叶绿酸共聚到聚(异丙基丙烯酰胺)中,可得到具有光敏和温敏双重功能的水凝胶。
目前,具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄,尚依赖于新材料领域的不断发展。
2.2 形状记忆高分子材料形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。
形状记忆过程可简单表述为:初始形状的制品—二次形变—形变固定—形变回复。
其性能的优劣,可用形状回复率、形变量等指标来评价。
在医疗领域,形态记忆树脂可代替传统的石膏绷扎,具有生物降解性的形状记忆高分子材料可用作医用组合缝合器材、止血钳等。
在航空领域,形状记忆高分子材料被用作机翼的振动控制材料。
利用高分子材料的形状记忆智能可制备出热收缩管和热收缩膜等。
近几年来,我国已先后开发出石油化工、通信光缆等领域的热收缩制品及天然气、市政工程供水及其他管道接头焊口和弯头的密封与防腐的辐射交联聚乙烯热收缩片。
聚全氟乙丙烯树脂热收缩管是一种新型的热收缩材料,具有较强的机械强度,能长期在—260摄氏度至205摄氏度下使用,并保持原有聚全氟乙丙烯树脂优异的电气性、耐化学腐蚀性。
以对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇为原料,采用间歇聚合法可合成热收缩膜用共聚酯切片,采用双向拉伸工艺制得的新型包装膜———热收缩性双轴拉伸共聚酯膜,可用作精密电子元件及电缆包覆材料。
目前,形状记忆聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究开发有着诱人的发展前景。
图 2 形状记忆材料的机理分子模型对于形状记忆效应,美国麻省理工学院教授Langer用高分子材料形状变化形象地在图3 中作了表示。
图3 形状记忆效应2.3智能织物将聚乙二醇与各种纤维(如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯)共混物结合,使其具有热适应性与可逆收缩性。
所谓热适应性是赋予材料热记忆特性,温度升高时纤维吸热,温度降低时纤维放热,此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。
温度升高时,氢键解离,系统趋于无序状态,线团弛豫过程吸热。
当环境温度降低时,氢键使系统变为有序状态,线团被压缩而放热。
这种热适应织物可用于服装和保温系统,包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域[4] 。
此类织物的另一功能是可逆收缩,即湿时收缩,干时恢复至原始尺寸,湿态收缩率达到可用于传感执行系统、微型发动机及生物医用压力与压缩装置,如压力绷带,它在血液中收缩在伤口上所产生的压力有止血作用,绷带干燥时压力消除。
当前,分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合,又使织物的智能化水平得到了进一步提高。
自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注。
2.4 智能高分子膜高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。
高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。
现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。
对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。
用高分子凝胶制成的膜能实现可逆变形,也能承受一定关的静压力。
目前报道的主要有聚甲基丙烯酸聚乙二醇、聚乙烯醇聚丙烯酸共混物等。
高分子接枝膜可通过表面接枝和膜孔内接枝的方法来制得,其作用机理基本相同。
膜的孔径变化是建立在溶质分子与接枝于膜中的高分子链的相互作用基础之上。
接枝链构型的变化改变了孔径的大小,接枝链像阀一样调节着膜的渗透性。
目前这方面的报道有聚丙烯酰胺与聚偏氟乙烯接枝,聚乙二醇与聚甲基丙烯酸酯接枝等。
液晶聚合物能显示液晶特性,如热致支链液晶聚合物聚(p- 乙酰氨基苯酮)在交流电及0摄氏度条件下具有化学阀特性。
目前,具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄,尚依赖于新材料领域的不断发展。
2.5 智能高分子复合材料智能高分子材料在工业、建筑、航空、医药领域的应用越来越广泛。
复合材料大都用作传感器元件。
新的智能复合材料具有自愈合、自应变等功能。
在航空领域,美国一研究所正在研制用复合材料制成的贴在机冀上的“智能皮”,以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。
这些“智能皮”可以根据飞行员和飞机电脑的指令改变外形,起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。
在建筑领域,利用复合材料的自诊断、自调节、自修复功能,可用于快速检测环境温度、湿度,取代温控线路和保护线路。
用具有电致变色效应和光记忆效应的氧化物薄膜制备自动调光窗口材料,既可减轻空调负荷又可节约能源,在智能建筑物窗玻璃领域得到了广泛应用。
用有热电效应和热记忆效应的高聚物薄膜进行智能多功能自动报警和智能红外摄像,取代了复杂的检测线路。
用有光电效应的光导纤维制作光纤混凝土制件,当结构构件出现超过允许宽度裂缝时,光路被切断而自动报警,可取代复杂的检测线路。
3智能高分子材料的类别3.1 智能材料的分类3.2 新型智能高分子材料的种类3.2.1 本征导电智能高分子材料本征导电聚合物是经化学或电化学方法合成的以共轭双键为主链的聚合物,如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚乙炔等。
它在化学掺杂或电化学掺杂过程中性质发生可逆变化,是一种潜在的智能材料,有望实现或部分实现传感、处理和执行功能,适于制成电机执行器、智能窗、化学分离与释放体系、传感器和非线性光学器件等。
3.2.2 双重响应智能高分子材料近年来已有一些通过共聚将pH值响应性聚合物和温度响应性聚合物组合在一起的报道。
例如,由N - 异丙基丙烯酰胺 (NIPAAm) 和甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)形成的接枝共聚物、梳型共聚物和嵌段共聚物 ,在 31~32 ℃、pH值515左右时均可对温度和 pH 值产生响应 ,这类双重响应体系在药物释放系统(DDS)方面已开展应用研究。
3.2.3 智能复合材料人类肌肉被认为是一种天然智能复合材料,具有高度的自适应性。
通过慎重地选择组分和加工技术 ,可以合成具有多功能的智能复合材料。
正在研究之中的几类具有特殊性能的复合材料有: ①由凝胶纤维或分散在凝胶、非凝胶基质中的凝胶纤维组成的复合材料; ②在凝胶基质中的非凝胶纤维; ③分散在一种基质中的凝胶或非凝胶纳米粒子; ④由凝胶/凝胶和凝胶/非凝胶薄膜混合组成的分层薄片。