几种智能材料在一些领域中有应用1

上课班级：2班学院：艺术学院姓名：王定波专业：雕塑学号：1016040104

几种智能材料在一些领域中的应用

智能复合材料成型工艺的在线监控技术

智能结构健康监控系统的研究

智能结构振动主动控制系统的研究

形状自适应改变智能结构的研究

智能蒙皮的研究

1、建筑和结构工程领域

将建筑和结构传感元件、微型计算机芯片、形状记忆合金’电流变体及压电材料等经设计后复合在结构体中，可研制出带有感知用判断能力，可自动加固用防护的自适应性智能结构，实现在线监测、自诊断、自预警、自修复，防止灾难性事故的发生。

●自诊断混凝土

●自愈合混凝土

2、航空航天领域

能经受恶劣环境，同时能对自己的状况进行自我诊断，并能阻止损坏和退化，能自动加固或自动修补裂纹，从而防止灾难性事故的发生。

a.机翼用智能材料：在高性能复合材料中嵌入细小的光纤，光纤象神经那样

感受机翼上承受的不同压力，光纤断裂时，光传输中断，发出事故警告。

b.自动加固的直升飞机水平旋转叶片：当叶片在飞行中遇到疾风作用而猛烈

振动时，分布在叶片中微小液滴会变成固体自动加固叶片。

c.智能蒙皮：对于飞行器如飞机、火箭、卫星及潜水艇等，具有随外界条件

变化而变化以及探测周围环境的能力的表皮（蒙皮）。

d.检测飞行速度、温度、湿度等各种条件，并能对变化的环境做出反应，如

抑制噪声和振动、维持飞行器座舱的通风、温度恒定、改变机翼形状等。

e.对于材料内部的缺陷和损伤，能进行自诊断，确定缺陷和损伤的部位并进

行自我修复、自适应。

3、抑制振动和噪声

传感元件对结构的振动进行监测，驱动元件在微电子的控制下准确地动作以改变结构的振动状态

——具有振动和噪声主动控制功能的智能结构。

成功应用：减轻交通工具如汽车、飞机振动和噪声。

●压电材料

将压电材料置于结构表面或内部用来感测振动，利用经过放大的输出功率去驱动另一个粘贴于下同区域的压电材料，为减小振动反应。这种方法已经成功地应用在降低圆柱型卫星天线桅杆的振动。

●电（磁）流变体

在复合材料悬臂梁的空腔内注入电流变体，通过外电场改变电流变体的状态，从而实时控制梁的刚度、阻尼，实现了对结构整体振动的主动控件。

4、用于机器人

●形状记忆合金能够感知温度或位移的变化，可将热能转换为机械能。如果

控制加热或冷却，可获得重复性很好的驱动动作。

●刺激响应性高分子凝胶

在机器人中应用：触觉传感器、机器人手足和筋骨动作部分等。

5、在医学领域的应用

●智能药物释放体系——以智能材料为载体材料，根据病情所引起的化学物

质和物理量（信号）的变化自反馈控制药物释放的通/断特性。

●智能胰岛素释放体系：可感知人体血糖浓度水平并做出反应，有效地反糖

尿病患者的血糖浓度维持在正常水平。

靶向抗癌药物：

用对细胞无毒、无抗原性且可降解的支链淀粉与抗癌药物复合，而癌细胞可以作为该疏水化多糖的感觉器。这种抗癌药物与癌细胞胡很好的相容性和亲和性，能优先与癌细胞结合即能识别癌细胞，从而只对癌细胞产生作用而不会对正常细胞产生影响。

6、用于日常生活

●智能纤维做成有服装：可随人体和环境温度的变化发生相变，可起到空调

的作用，使人体始终感觉到适宜的温度。

●电致变色玻璃：在电场控制下，可以改变玻璃对同波长的光的透过能力，

从而构成智能窗。

参考书

●《智能材料器件结构与应用》姜德生，

●武汉工业大学出版社

《智能材料与智能系统》杨大智，天津

大学出版社

●《电（磁）流变液与智能控制》赵晓鹏，

西北大学出版社

●《智能材料与结构系统》张光磊，北京大学出版社