进入新世纪,以功能材料为基础的智能材料受到了世界各科技强国的重视。随着硬件设备在各个领域的应用开发,各式各样的新型智能材料也紧随着新的需求不断研发并最终展现在我们的面前。
从衣物服饰、医疗器械到艺术设计,再到军工装备,智能材料的研发应用范围在不断地扩大。而目前许多听上去十分科幻的材料,实际上已经在我们眼前实现。
人造皮肤,通过“压电效应”把压力转换成电信号,从而让机器人可以利用这种材料产生触觉;记忆合金,可应用于各类医疗植入物,在特定的温度下变化出需要的形状;柔性显示屏,这种显示屏是通过有机发光二极管(OLED)技术制作出来的可变型可弯曲显示装置,其具有低功耗性,是一种直接可视的柔性面板;弹性电路板,由于板子本身具有弹性,可适应各种形状的外壳,甚至可以直接嵌入衣服内部。这种弹性材料可以实现任意的形状而不影响开发板本身的性能,给穿戴式的设备开发提供了更多设计上的可能性。
2014年被普遍认为是可穿戴式设备高速发展之年。形形色色产品的出现和各路资本的涌入,营造出一幅热闹景象。但在热闹之余,关键技术尚未突破以及产业生态系统不成熟,暴露出了可穿戴式设备的发展隐忧。除了可穿戴类智能产品之外,智能建筑、智能电网、智能系统、智能手机等一系列冠以“智能化”的事物也越来越多地出现在人们的视野之中。智能化,将以一种新的存在贯穿于人类生活的现在和未来。
现阶段,产品、系统智能化的实现依托于智能器件、控制系统、大数据、新材料等的发展及进步。新材料是制造业改革与升级的基石,智能化产品也往往离不开一系列新材料的支撑。其中,作为新材料当中具有智能化特性的材料,在智能时代的发展大潮中,能否焕发出蓬勃生机?
智能材料是能从自身表层或内部获取关于环境条件及其变化的信息,随后进行判断、处理和作出反应,以改变自身的结构与功能,并使之很好地与外界相协调具有自适应性的材料系统。简言之,智能材料具有类似于生物智慧的系统或结构。从一般意义上说,这一类材料可以为器件及系统智能化的实现提供更多的可能。
据了解,尽管目前记忆合金等智能材料已经应用于市场,但绝大多数智能材料的应用还停留在技术层面,离市场化应用还有一段距离。业内人士分析认为,对智能材料而言,应当由技术拉动应用,同时应用反过来促进技术的进步。智能材料技术带动市场的发展,应该是一个循序渐进的过程。着眼于未来的智能材料如何把握当下历史潮流,在新的市场环境下实现跨越式发展,期待具有创新创造能力的新材料企业解此谜题。
原文刊登于《新材料产业》2014年第5期,如需转载请注明出处。
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