智能材料

智能材料 ，也稱為響應材料， 是具有一種或多種特性的合成材料，這些特性可以通過外部刺激以受控方式顯著改變，例如應力，溫度 ，濕度， pH，電場或磁場 ，光照或化學物質。 智能材料是許多應用的基礎，包括傳感器和致動器 、人造肌肉 等，特別是在電活性聚合物 （EAP）應用方面有廣泛的應用。

形狀記憶材料 （SMM）和形狀記憶技術 （SMT）是用於描述智能材料的術語。

類型

智能材料有多種類型，其中很多類型已經廣泛應用於日常生活。 例如：

• 壓電材料是一類在施加應力時能產生電壓的材料。 由於這種效應也會以相反的方式作用，樣品上的電壓將在樣品內產生應力。 因此，由這些材料製成的設計合理的結構可以在施加電壓時彎曲，膨脹或收縮。
• 形狀記憶合金和形狀記憶聚合物是通過溫度變化或應力變化誘導和恢復變形的材料。 形狀記憶效應由在較高溫度下的馬氏體相變和誘導彈性而產生。
• 光伏材料或光電子器件將光轉換為電流。
• 電活性聚合物 （EAP）通過電壓或電場改變其體積。
• 磁致伸縮材料在磁場的影響下表現出形狀變化，並且在機械應力的影響下也表現出磁化強度的變化。
• 磁性形狀記憶合金是響應於磁場的顯著變化而改變其形狀的材料。
• 智能無機聚合物具有可調節和響應特性。
• pH敏感性聚合物是當周圍介質的pH變化時體積改變的材料。
• 溫度響應性聚合物是在溫度變化時發生形變的材料。
• 鹵色材料是一類應用廣泛的材料，這種材料的顏色會隨着酸度變化而改變。鹵色材料可以作為判斷金屬是否被腐蝕的塗料，當金屬被腐蝕時，該種材料會改變顏色以指示其下金屬的腐蝕。
• 顯色系統會響應電，光或熱的變化而改變顏色。包括在施加電壓時改變其顏色或不透明度的電致變色材料（例如液晶顯示器），根據其溫度而改變顏色的熱致變色材料和響應於光而改變顏色的光致變色材料。例如光敏太陽鏡 就是一種在明亮的陽光下會變暗的光致變色材料。
• 磁流體
• 光機械材料在光照下會改變形狀。
• 聚己內酯 （多晶型物）可以通過浸入熱水來模塑。
• 自修復材料具有修復由於正常使用造成的損壞的內在能力，從而延長材料的壽命。
• 介電彈性體 （DE）是智能材料系統，其在外部電場的影響下會產生高達500％的較大應變。
• 磁熱材料是在暴露於變化的磁場時經歷可逆溫度變化的化合物。
• 熱電材料可用於構建熱電效應裝置。
• 化學響應材料可在外部化學或生物化合物的影響下改變尺寸或體積。

參見

• 可程式物質