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具备知觉的智能材料

2021-07-15 16:02:45      点击:47    评论:0      来源:重庆科技报

就材料发展历程来看,已经由石器材料、钢铁材料、合成高分子材料、人工设计材料进入第五代材料,即智能材料。所谓智能材料就是具有感知功能即信号感受功能,具有自己判断并且自己作出反应功能的材料。这种行为与生命体的智能反应相类似。而智能材料的神奇就在于其并无生命,却有着“感觉”和“知觉”。

以智能塑料为例,它可以根据人们的需要时而变硬时而变软,这种名为“施马蒂斯”的塑料是由工程师舒勒发明的。在烧杯中倒入一种乳白色流体,用一根金属棒搅拌,液体渐渐变稠,最后成为硬块,接着硬块又在顷刻之间变成液体。如果急速把金属棒从液体中抽出,那么液体就会像胶水一样把棒拉住,只有非常缓慢地提起,才能抽出金属棒。造成这种现象的原理是,这种塑料的溶剂是水,其微小的颗粒排列整齐时呈液体状,受到干扰时就呈固体状。因而人们可通过各种外因来变换它的物理状态。这种塑料能自行消除外来的撞击,特别适合用于车辆的缓冲器,用这种塑料制成的油箱即使被坦克压过也不会破裂。

如果在桥梁钢架上套上一层用这种塑料制成的微型管道网,其中存储有防锈剂,一旦钢架生锈,管道会自行熔解,释放出防锈剂。以此制成的胶囊丸服用后,可到体内指定部位释放药物。

美国正在研制贴在机翼上的“智能皮”,以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。这些覆盖的“智能皮”可以根据飞行员和机上电脑的指令改变外形,起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。

意大利的研究人员根据人类皮肤表皮和真皮的特点,制造了一种人造皮肤。这种人造皮肤由外层和内层组成,不仅富有弹性,而且具有灵敏的触感功能。

另外,智能材料在药物递送系统上也得到了广泛的应用。

本栏目由重庆市全民科学素质纲要实施工作办公室协办

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