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    高分子材料智能化的橡膠制品
    時間:2021/3/12 16:54:00 來源: 作者: 點擊: 次

    1、高分子材料向“五化”發展

        邁入21世紀,高分子材料正進一步向高性能化、高功能化、復合化、精細化和智能化方面發展。高性能化是生活質量的提高和科學技術的發展而提出的要求,其含義是使材料具有更高的機械性能、耐熱性、耐久性和耐腐蝕性;高功能化的含義是指材料本身受外界物理或化學的刺激而產生特定功能,具有敏銳的應答能力,可進行選擇性、特異性工作(如:光學功能、生物功能等)。高功能高分子的開發和應用是充滿活力的新領域,是高分子材料科學的希望,其目標是創制理想的材料和人工合成“模擬生物”,實現第三次材料革命;復合化的含義是指由有機高分子、無機非金屬或金屬等幾類不同材料通過復合工藝組合而成新型材料的過程;精細化主要指加工、精制和人工修飾度更高、組成結構控制得更精細以及更加超微型化(包括:薄膜化和集成化等);至于智能化,后詳。

    2、智能化的特點與實例

        智能化與高功能化,或者說智能材料(Intelligent Materials)與功能材料(Functional Materials)的區別在于功能材料可以判斷環境,但不能順應環境,而智能化材料的特點是具有對環境的響應性,即材料在不同程度上具有檢測(傳感)功能,判斷和做出結論(處理)功能及指令(執行)三種功能,材料智能化的三要素就是感知、信息和執行。智能化或智能材料或智能化高分子材料的概念設計,可從以下觀念來構想:

        (1)材料開發的歷史,由結構材料、功能材料進而發展到智能材料;

        (2)人工智能在材料的水平反映一生物計算饑上的未來模式;

        (3)從材料設計的立場制造智能材料;

        (4)軟件功能引入材料;

        (5)人們對材料的期望;

        (6)能量傳遞;

        (7)材料具有時間軸,要求材料具有壽命預告、自修復、自分解甚至自學習、自增殖、自凈化功能和可對應外部刺激時間軸積極自變的動態性能。

        隨著微電子技術、計算機技術和自動控制技術的發展和進步,特別是智能控制和人工智能走向實用化,智能材料和產品日益增多,真是“夢想成真”,例如:日本松下公司制成的智能電冰箱裝有各種傳感器和微芯片,能識別、存儲、記憶各種商品的電子標簽和條形碼提供的信息一生產日期、保質期和數量等;美國研制成功的智能手槍,只有持槍人自己使用才能射出子彈,而犯罪分子即使搶、竊到手槍,也無法行兇作案;再如美國科學家最近研制成功的一種智能手杖,能幫助盲人避開障礙物;智能電話不用撥號,只需報出對方電話號碼或姓名就能接通;以及能為使用不同語言的通話者擔任“翻譯”的翻譯電話機等。


    3、高分子材料的智能化

        智能化的高分子材料和制品在日常生活、高科技和高附加值產業中已得到應用,而且有蓬勃發展的趨勢。例如:日本推出的多種智能織物,有的可根據氣溫變化而改變性能,有的則能根據人的情緒而改變顏色,還有一種三層結構的智能織物,能隨著情緒變化而改變顏色,用它制成內衣,放在衣柜里呈黑色,如穿在身上,當情緒發生波動時,其顏色會閃爍不定;美國研制的新型智能防護衣,它在被劃破之后,會自動發出報警信號,可以更好地保障在放射性、有毒環境中工作人員的安全;智能戰衣(內衣)編織進了光纖網絡和導電聚合物網絡,并有監察士兵身體狀況的微型測量系統,在肚臍位置有個拾音器,腰部有微型無線電收發芯片。當士兵受傷時,傷處的光纖和導電纖維被切斷,顯示出受傷部位,拾音器則分析受打擊聲音信號,判斷是刀傷還是槍傷。這些信息傳到救護中心后,醫護人員向智能內衣發出詢問信號,內衣利用光纖網絡測量流出血液的光譜,探知血中含氧量,診斷是否心臟或動脈出血,通過壓力傳感器,還可判明傷員是否出血,這樣,當救護人員一接到傷員,無需再詳細檢查,便可直接有目的地展開搶救。

        新加坡最近生產的一種智能玻璃,是將一種透明導電薄膜夾在兩層玻璃之間,通電后導電薄膜發揮作用,陽光強時呈藍色,20%光線通過,95%的熱輻射反射回去;光線弱時,100%光線通過。近年用于大樓和汽車上的智能窗(Smart Window),它是利用本征導電聚合物處于中性狀態和摻雜充電狀態的顏色可逆轉換來實現透明度可調的目的:在夏季,智能窗可調成深色,吸收部分

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