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形状记忆的高分子材料的研究进展Research Progress of Shape Memory Polymer Material1 综述摘要：形状记忆高分子（SMP）是一类新型的功能高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新的分支点，它同时兼具有塑料和橡胶的特性。
形状记忆高分子材料是一种可以响应外界刺激，并调整自身状态参数，从而回复到预先设定状态的一种智能高分子材料。
本文简单介绍了形状记忆高分子材料的性能、种类和应用。
关键词：形状记忆；高分子材料；聚合物；研究进展1形状记忆高分子材料简介.形状记忆的高分子材料是一种能够感知外部环境如光、热、、电、磁等，并且能够根据外部环境的变化而自发的对自身的参数进行调整还原到预先设定状态的一种智能高分子材料。
形状记忆高分子( Shape Memory Polymer，简称 SMP) 材料具有可恢复形变量大、质轻价廉、易成型加工、电绝缘效果好等优点，从20世纪80年代以来赢得广泛关注和研究，并得到了快速发展，因其独特的性能和特点，使其这些年来在材料领域中扮演着重要的角色。
近40年来，科研工作者们相继开发出了多种形状记忆高分子材料，如聚乙烯、聚异戊二烯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等，它们被广泛应用于航空航天、生物医用、智能纺织、信息载体、自我修复等多个材料领域。
显示出了形状记忆高分子材料广泛的应用前景的地位。
2.形状记忆高分子材料的分类及应用根据响应方式的不同可以将形状记忆高分子分材料大致分为热致型、光致型、化学感应型、电致型等类型。
其中，热致感应型和光致感应型应用最为广泛。
2.1热致感应型热致SMP是一种通过施加电场或红外光照射等刺激促使其在室温以上变形，并能在室温固定形变且可长期存放，当再次升温至某一固定温度时，材料能够恢复到初始形状。
热致型SMP被广泛用于医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车及科学实验等领域，如医用器械、泡沫塑料、坐垫、光信息记录介质及报警器等。
作者简介：周成飞（1958-），男，研究员，主要从事高分子功能材料及其射线改性技术研究。
收稿日期：2021-03-08超分子聚合物是指利用氢键、金属配位、π-π堆积及离子效应等合成的聚合物。
非共价键结合的超分子聚合物由于其特殊的结构及性能引起了广泛的关注[1~3]。
而形状记忆聚合物就是能够在界刺激下从一种或多种临时形状转变为预定形状，有4种基本类型:热致、电致、光致和化学感应型，在医疗、包装、建筑、玩具、汽车、报警器材等领域的应用[4~6]。
超分子聚合物和形状记忆聚合物的有效结合，就形成了超分子形状记忆聚合物这一新的研究方向。
本文主要就超分子形状记忆聚合物的合成及应用研究进展作一介绍。
1 合成方法超分子形状记忆聚合物一般可包括氢键超分子聚合物、配合物型超分子聚合物、π-π堆积超分子聚合物及离子效应超分子聚合物。
1.1 氢键作用利用氢键相互作用来制备超分子聚合物是超分子形状记忆聚合物的最重要方法。
Chen 等[7,8]曾以BINA 、HDI 和BDO 为原料合成了一系列含吡啶的超分子聚氨酯（PUPys ）。
结果表明，在吡啶基元和氨基甲酸酯基团区域都存在不同的分子间氢键，并且，这种超分子聚氨酯具有良好的形状记忆效果，即有较高的形状固定度（>97%）和较高的形状恢复率（>91.7%）。
Chen 等[9]还用脲基嘧啶酮（UPy ）二聚体合成了强四重氢键交联的聚乙烯醇（PVA ）超分子网络。
研究发现，该材料表现出良好的热致和水致形状记忆性能，形状恢复率接近99%。
并且，在水和碱性溶液（pH 12）中或在低于120 ℃的温度下具有良好的稳定性。
另外，Kashif 等[10]还在3-氨基-1,2,4-三唑存在下，通过熔融共混两种半结晶马来酸酐化弹性体（马来酸酐化乙烯丙烯二烯橡胶和马来酸酐化聚乙烯辛烯弹性体）制备了形状记忆聚合物复合材料，在这两种弹性体之间形成超分子氢键相互作用。
结果表明，该共混物具有良好的形状记忆性能。
具有形状记忆性能的陶瓷材料研究陶瓷材料是一种具有广泛应用前景的工程材料，因其高温稳定性、抗腐蚀性和硬度高等特点而备受重视。
然而，传统陶瓷材料在形变能力上存在一定的限制，无法满足一些特殊应用的需求。
为了解决这一问题，近年来研究人员开始探索具有形状记忆性能的陶瓷材料。
形状记忆效应是一种材料在经历一定变形后能够恢复原始形状的特性。
在金属和聚合物等材料中已经存在广泛应用，并取得了显著的成果，但在陶瓷材料中的研究相对较少。
这主要是因为传统陶瓷材料具有脆性，难以实现形状记忆效应。
然而，随着材料科学的发展，研究人员逐渐开始探索新型具有形状记忆性能的陶瓷材料。
首先，我们回顾一下形状记忆效应的起源。
形状记忆效应最早是在金属材料中被发现的，特别是在铜锌合金中。
这些合金在一定温度下具有两种不同的晶体结构，分别对应于不同的形状。
当合金处于高温状态时，其晶体结构会发生相变，并保持一定的固定形状。
当温度下降到相变温度以下时，合金会自行恢复到原始形状。
这种现象被称为马氏体相变，成为形状记忆效应的基础。
基于金属材料的形状记忆效应，研究人员开始尝试在陶瓷材料中实现形状记忆性能。
他们发现，在某些氧化物陶瓷中也存在着类似的相变现象，并且能够产生形状记忆效应。
例如，氧化锆和氧化钛等陶瓷材料在特定温度范围内具有马氏体相变的特点，可以实现形状记忆效应。
这为陶瓷材料的发展带来了新的方向。
然而，与金属和聚合物相比，陶瓷材料在实现形状记忆性能方面面临着一些困难。
首先，陶瓷材料的脆性使其对形变的容忍度较低，容易发生破裂。
其次，陶瓷材料的高硬度和高温稳定性使其难以实现形状记忆效应的相变过程。
针对这些问题，研究人员通过调控材料的组织结构和控制工艺参数，逐渐解决了这些困难。
近年来，研究人员提出了一种新型的具有形状记忆性能的陶瓷材料——陶瓷复合材料。
这种材料由陶瓷基体和金属或聚合物纤维增强相组成，兼具陶瓷材料和纤维增强材料的优点。
通过控制纤维增强相的取向以及织构，以及陶瓷基体的成分和处理工艺等方面的优化，可以实现陶瓷复合材料的形状记忆效应。
复合硅酸盐毡材料的形状记忆性能研究及其应用摘要：复合硅酸盐毡材料是一种具有形状记忆性能的智能材料，其具有在外界刺激作用下能够恢复到其初始形状的能力。
本文将对复合硅酸盐毡材料的形状记忆性能进行深入研究，并探讨其在各个领域的应用前景。
1. 引言复合硅酸盐毡材料是一种由复合硅酸盐和弹性纤维构成的智能材料，其具有形状记忆性能，即材料在外界刺激作用下能够记忆并恢复到其初始形状。
这种独特的材料性能赋予了复合硅酸盐毡材料广泛的应用潜力。
2. 形状记忆性能的研究2.1 形状记忆机制复合硅酸盐毡材料的形状记忆性能主要是由其特殊的结构所决定。
复合硅酸盐具有多孔性和柔韧性，这使得材料能够在外界刺激下发生形状改变。
当复合硅酸盐毡材料被压缩变形或加热时，其孔隙中的气体会被挤出，当外界刺激消失时，材料会通过吸收空气并恢复到初始形状。
2.2 形状记忆性能的调控复合硅酸盐毡材料的形状记忆性能可以通过调控其成分和结构来实现。
研究表明，掺入一定比例的纳米材料可以显著提高复合硅酸盐毡材料的形状记忆性能。
此外，通过改变材料的制备方法和后处理工艺，也可以实现对其形状记忆性能的调控。
2.3 形状记忆性能的表征形状记忆性能的表征主要包括形状恢复率、形状恢复速度和循环稳定性。
形状恢复率是指材料从被压缩或加热变形状态恢复到初始状态的能力。
形状恢复速度是指材料从形状变化到恢复原状所需的时间。
循环稳定性是指材料经过多次形状变化后的形状恢复性能是否稳定。
3. 复合硅酸盐毡材料的应用3.1 医疗领域复合硅酸盐毡材料在医疗领域具有广泛的应用前景。
材料的形状记忆性能可以用于制作可充气的支架和人工血管，用于支持和修复组织器官。
此外，材料还可以制作智能药物输送系统，根据病人的需求，实现药物的定时释放。
3.2 机械领域复合硅酸盐毡材料在机械领域的应用主要体现在形状记忆材料的制动和阀门系统。
通过控制复合硅酸盐毡材料的形状变化，可以实现对制动系统的灵活控制和阀门的自动开关，提高机械系统的性能和安全性。
形状记忆合金力学性能及在变体结构中的应用研究
陈杰;李俊远
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2024(43)5
【摘要】形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMA)由于其特有的形状记忆效应(Shape Memory Effect,SME)被大量研究和广泛应用。
基于SMA的Müller-Achenbach-Seelecke模型进行了单根SMA丝的回复力数值计算验证,并设计了一种SMA丝驱动器应用于机翼变后掠角结构中,完成了机翼连续后掠偏转的原理、方案和具体的结构设计,并加工制备了后掠机翼模型;同时为了实现机翼后掠角变化的精确控制,采用PID控制方法设计了SMA温度与偏转角度双路信号反馈的闭环控制系统,完成了对机翼偏转的控制。
实验结果表明,机翼可实现45°的偏转,偏转至设定角度后的平均稳态误差控制在±0.3°以内,实现了对偏转角度的精确控制。
【总页数】8页(P34-41)
【作者】陈杰;李俊远
【作者单位】故障诊断与健康管理技术航空科技重点实验室;航空工业上海航空测控技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V275.1;V267
【相关文献】
1.磁控形状记忆合金在结构振动控制中的应用研究
2.形状记忆合金环在强化电力金具力学性能中的应用研究
3.形状记忆合金环在强化电力金具力学性能中的应用研究
4.宽热滞NiTiNb形状记忆合金在混凝土结构主动约束加固中的应用研究进展
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形状记忆聚合物的研究及其应用第一章绪论形状记忆聚合物是一种具有记忆性能的高分子材料，其可以产生可逆变形行为，具有广泛的应用前景。
本文将介绍形状记忆聚合物的研究进展以及其在各领域中的应用。
第二章形状记忆聚合物的研究形状记忆聚合物是一种由特殊的聚合物基质构成的高分子材料。
它的形状可随着溶剂、温度、电场、光等外部条件的变化产生可逆性的变形。
因此，它拥有一定的智能性，被广泛应用于各个领域。
形状记忆聚合物的主要结构包括线性结构、交联结构、网络结构等，其中交联结构和网络结构更加适合形状记忆应用，因为它们具有更好的弹性和形变能力。
形状记忆聚合物的形状记忆效应是由聚合物链的编织结构和交联结构、结晶性、形态等在加热或冷却过程中的相变引起的。
在这个过程中，形状记忆聚合物中的链和交联点会进行可逆的位移和旋转，从而产生可逆的形变。
此外，形状记忆聚合物还具有形状记忆材料的其他特征，如自修复性能，自润滑性能等。
形状记忆聚合物的研究主要包括材料的合成、结构与性质的表征以及应用研究等。
近年来，科学家们通过改变聚合物材料的交联结构、晶态结构以及形态结构等方面的调控，成功地提高了形状记忆聚合物的响应速度、形变能力、热稳定性等性能，发展了一系列新的高性能形状记忆聚合物。
第三章形状记忆聚合物的应用形状记忆聚合物具有卓越的应用前景，广泛应用于医学、航天航空、建筑等领域。
3.1 医学领域在医学领域中，形状记忆聚合物可以应用于生物修复和医疗器械等方面。
例如，可以将形状记忆聚合物作为缝合线，将其置放在组织器官中，随着体内温度的变化而进行形态修复和固定。
此外，可以将形状记忆聚合物应用于医疗器械的制造，如形状记忆聚合物支架、人工骨等材料，具有优异的生物相容性和形变能力。
3.2 航天航空领域形状记忆聚合物可以应用于航天航空领域的机构调整、形状变化等方面。
例如，可以将形状记忆聚合物用于飞机机身的气动调整装置、发动机变形处理手段等工程中。
3.3 建筑领域形状记忆聚合物可以应用于建筑领域中的防震减灾、隔音降噪等方面。
具有形状记忆功能的高分子材料研究随着科技的不断进步，人们对材料的需求也越来越高。
而其中一种备受关注的材料就是具有形状记忆功能的高分子材料。
形状记忆是指材料能够根据外界刺激或者内部条件，自主改变自身形状，并在刺激消失后回复到最初的形态。
这种材料的研究在医疗、智能材料和工程领域有着广泛的应用前景。
形状记忆功能的高分子材料的研究始于二十世纪五十年代，当时的科研工作者开始对具有嵌段结构的聚合物进行研究。
随后，研究人员发现，在这些聚合物中，具有相干结构的片段能够形成物理交联点，从而赋予材料形状记忆功能。
这种交联点可以通过加热或者其他方式来打破，使材料恢复到初始形状。
这项研究成果引起了广泛关注，并在此后的几十年里得到了持续的探索和发展。
目前，研究人员主要专注于两种形状记忆高分子材料：热致形状记忆材料和光致形状记忆材料。
热致形状记忆材料是最常见的一种，其材料中添加了热塑性嵌段，能够在一定温度范围内发生熔融和再结晶。
这些嵌段之间形成的序列结构使材料具有记忆形状的能力。
当材料被加热到临界温度时，分子链之间的交联点会被打破，材料变得软化，可以任意塑性变形。
当材料冷却后，分子链之间的交联点再次形成，材料恢复到原始状态。
而光致形状记忆材料是一种相对较新的研究领域。
这类材料的形状变化是通过光敏染料的光热效应实现的。
光敏染料可以在特定波长的光照下吸收光能并将其转化为热能。
当材料暴露在特定光照下时，光敏染料吸收的光能会导致局部温度升高，从而改变材料的形状。
而当材料不再受到光照时，温度也会回落，材料恢复到原始形态。
形状记忆高分子材料的应用潜力巨大。
在医疗领域，这种材料可以用于智能药物释放系统。
例如，一种植入体可以被设计成在特定温度下打开，释放药物，并在其他条件下关闭，从而实现精确的药物控释。
这种智能药物释放系统可以减少药物滥用和副作用，提高临床治疗的效果。
在智能材料领域，形状记忆高分子材料可以应用于可穿戴设备和机器人。
这种材料可以通过外界刺激实现形状变化，使得可穿戴设备和机器人能够更加贴合用户的需求和动作。
形状记忆合金的力学性能与本构模型研究一、内容综述形状记忆合金（Shape Memory Alloys, SMA）是一类具有形状记忆效应（Shape Memory Effect, SMA）和超弹性（Superelasticity）特性的先进功能材料。
自20世纪70年代以来，形状记忆合金在生物医学、航空航天、电子器件等领域得到了广泛关注和应用。
本文从形状记忆合金的力学性能与本构模型两个方面进行综述，重点介绍近年来在这些领域的研究进展与挑战，并展望未来的发展趋势。
在力学性能方面，主要讨论了形状记忆合金的高温马氏体相变特性、超弹性行为、应力诱导相变等现象。
高温马氏体相变使得SMA在温度变化时发生可逆的形状记忆效应，而超弹性则赋予了材料在受到力的作用下发生显著形变的能力，同时在外力消失后又能够恢复到原始形状。
这些独特的力学性能使得SMA在各应用领域展现出了巨大的潜力。
在本构模型方面，重点介绍了各向同性、非各向同性以及各向异性等类型的本构模型。
各向同性本构模型可以描述形状记忆合金在单一取向下的力学行为，而非各向同性本构模型则需要考虑材料的各向异性效应，以更准确地描述其在不同方向上的力学响应。
一些学者还提出了包含塑性和蠕变效应在内的多尺度本构模型，以更全面地反映形状记忆合金在实际工程应用中的复杂力学行为。
值得注意的是，虽然目前对形状记忆合金的研究已取得了显著进展，但仍存在诸多挑战和问题需要进一步研究和解决。
如何提高材料的塑性以提高超弹性的使用范围，如何降低材料在长时间加载过程中的疲劳损伤等。
未来的研究应继续关注形状记忆合金在力学性能与本构模型方面的研究进展，并着眼于解决现有的问题和挑战，以实现其在各领域的广泛应用和更高性能表现。
1. 形状记忆合金的发展和应用形状记忆合金（SMA）是一种具有独特力学性能的材料，能够在受到外部刺激（如温度、电流、磁场等）时发生形状的改变和恢复。
这种材料在许多领域都有着广泛的应用前景，如航空航天、生物医学、机器人科学以及精密仪器等。
高分子材料的形状记忆性能研究近年来，高分子材料的形状记忆性能一直受到广泛关注。
形状记忆性能是指在受到外界刺激后，高分子材料能够自动恢复到其原始形状的能力。
这种记忆能力使得高分子材料在许多领域都有着广泛的应用前景，如人工智能、生物医学工程和可穿戴设备等。
形状记忆性能的研究主要涉及到两个方面：首先是高分子材料的记忆效应。
高分子材料的形状记忆机制是由其特殊的结构决定的。
大多数高分子材料都是由线性或交联聚合物链组成的，当受到外界温度、光线或电场等刺激时，高分子材料的分子链会经历某种结构转变，从而改变材料的形状。
当外界刺激消失时，高分子材料又会自动恢复到原来的形状。
这种形状记忆效应是由于高分子材料的内部结构发生了可逆性改变。
第二个方面是高分子材料的形状记忆机理。
形状记忆机理主要包括两种类型：一种是热致形状记忆，另一种是光致形状记忆。
热致形状记忆是指高分子材料在恢复原状时，利用外界的温度变化来驱动分子链的结构恢复。
光致形状记忆则是通过外界的光线刺激实现形状的恢复。
这两种形状记忆机理有着不同的优缺点和应用范围，研究人员正在不断深入探索它们的机制，并提出更加高效的方法。
形状记忆性能的研究还面临一些挑战。
首先是高分子材料的制备。
高分子材料的形状记忆性能需要通过合成合适的聚合物来实现。
为了达到理想的形状记忆性能，研究人员需要精确控制聚合物的结构和分子链的排列方式。
其次是形状记忆性能的稳定性问题。
由于高分子材料的形状记忆性能是由分子链结构的可逆变化决定的，因此在长时间使用或多次形状转变后，高分子材料的形状记忆性能可能会出现衰退或丢失的情况。
针对这个问题，研究人员正在尝试将形状记忆性能与其他物理性能相结合，以提高材料的稳定性。
高分子材料的形状记忆性能研究不仅局限于实验室的理论探索，还涉及到许多实际应用。
例如，在可穿戴设备中，形状记忆材料能够根据人体的形态变化，自动调整设备的形状，提供更好的舒适度和适配性。
在生物医学工程领域，形状记忆材料可用于制作人工血管、智能药物释放系统等，以实现更加精确和有效的治疗。
基于网络结构形状记忆高分子材料的设计及其研究*李兴建1 , 2王亚茹1 , 2郑朝晖1＊＊丁小斌1 ＊＊彭宇行1（1. 中国科学院成都有机化学研究所成都610041； 2. 中国科学院研究生院北京100039）摘要形状记忆聚合物是一种可以响应外界刺激，并调整自身状态参数，从而回复到预先设定状态的一种智能高分子材料。
它是智能高分子材料研究、开发和应用的一个新热点，在智能纺织材料、生物医用材料、航空航天技术等领域显示了极为广阔的应用。
为了满足形状记忆聚合物在这些领域得到更加实际的应用，通常要求其具有高的固定率和回复率、快的回复速度、优异的机械性能和良好的性能可控性。
通常情况下材料的结构决定其性能，因此形状记忆聚合物的结构设计是一个非常值得探讨的话题。
本文从网络结构的设计角度综述了基于互穿网络结构、AB网络结构、规整网络结构、“互锁”网络拓扑结构设计的形状记忆高分子材料的研究进展，分别介绍了这些材料的结构和性能的关系、特点及其潜在应用。
最后，对具有网络结构形状记忆高分子材料的发展方向和应用前景进行了展望。
关键词形状记忆互穿网络结构AB网络结构规整网络结构“互锁”网络拓扑结构中图分类号：O631；TB34 文献标识码：A 文章编号：1005-281X(201x)-0000-00The Design and Research of Shape Memory Polymer Materials Based on theNetwork Structure*Li Xingjian1 , 2Wang Yaru1 , 2Zheng Zhaohui 1 * *Ding Xiaobin 1 * *Peng Yuxing 1(1. Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China; 2. GraduateUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100039, China)Abstract Shape memory polymers (SMPs) are a promising class of intelligent polymer materials that have the ability to recover the permanent shape in a predefined way from the temporary shape in response to external stimuli. Based on the multifunctional properties and relatively easy manufacturing and programming, SMPs have become a new hot spot in the field of smart materials and have found many potential applications in various fields, such as smart textile materials, biomedical materials, aerospace technology, packaging materials, information carrier, self-healing materials, drug delivery, and so on. In order to better utilize SMPs in these fields, high recovery rate and fixed rate, excellent mechanical properties, fast response speed, and good adjustable performance are often required. Generally, the properties are mainly determined by the intrinsic structure and the design of novel SMPs with unique structure has become a worthy topic. In this review, the progress in SMPs designed based on the special structure is summaried 收稿：××××年××月，收修改稿：××××年××月* 国家自然科学基金项目（No. 51173185）资助** Corresponding author e-mail: xbding@cioc. ac. cn; zhzheng@cioc. ac. cnsystematically, including the relationship between their structure and properties, characteristics and potential applications, focusing on the design of SMP materials with interpenetrating network structure, AB network structure, homogenous network structure, topological structure of interlocked network. Finally, the future developments and applications of SMPs with the special structure are prospected.Key words shape memory; interpenetrating network structure; AB network structure; homogenous network structure; topological structure of interlocked networkContents1. Introduction2. The design of SMPs based on the interpenetrating network structure3. The design of SMPs based on the AB network structure4. The design of SMPs based on the homogenous network structure4.1 The design of SMPs based on the homogenous network structure with star structure4.2 The design of SMPs based on the homogenous network structure with nanoparticle netpoints5. The design of SMPs based on the topological structure of interlocked network6. The design of SMPs based on other special structure7. Conclusion and outlook1 引言形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers, SMP）作为一种新型而特殊的智能高分子材料，它能够感知外界环境变化的刺激（如温度、光、电、磁、溶剂等）并响应这种变化，对其状态参数（如形状、位置、应变等）进行调整，从而能回复到预先设定状态[1]。
自80年代以来引起了人们极大的兴趣和迅速的发展，是智能高分子材料研究、开发和应用的一个新热点。
SMP 拥有刺激方式多样化、变形量大、性能和响应条件可调、易加工、赋形容易、质轻且价廉等特点[1-3]，因此，近年来SMP在材料领域起着举足轻重的作用，在智能纺织材料[4,5]、生物医用材料[6-8]、航空航天技术[9,10]、信息载体[11,12]、自修复材料[13,14]、药物控释[15,16]等领域显示了极为广阔的应用前景。
SMP所展现的相关性行为称之为形状记忆效应（Shape Memory Effect, SME）。
早期各国研究者对材料能展现SME比较公认的基本原理是由日本的石田正雄所提出的两相结构理论—即形状记忆功能主要来源于材料内部存在不完全相容的两相结构：即固定相和可逆相[17]。
固定相的作用是保持成型制品初始形状的记忆和恢复，而可逆相则是随温度变化让其形状发生可逆的变化。
近年来，以德国科学家Lendlein为代表的研究人员则从分子机理的角度出发对高分子材料的SME进行了解释[18-21]。
SME的分子机理反映了高分子在固定暂时形状和恢复初始形状时的微观分子链活化状态的变化，把发生可逆转变的高分子链段作为一种分子开关。
但是，由于SMP结构的多样性，其相应的分子机理也就不同，可能不得不具体问题具体分析。
然而，随着SMP的发展，新型的分子结构、形状转变机理以及外界刺激响应方式对聚合物SME的传统理解提出了挑战。
基于形状记忆分子机理的不断发展，香港理工大学的胡金莲教授提出了一种3D SMP 结构模型[22,23]，如图1所示，它囊括了任意类型的SMP。
在这个模型中，SMP包括开关相和网点。
其中，网点决定其固定形状，开关相则负责暂时形状的控制和回复。
图1形状记忆聚合物的3D结构模型[22,23]Fig.1The 3D structural model of SMP [22,23]从SMP的原理发展可以发现，除了传统的聚合物结晶结构或玻璃态可以作为开关相，新型开关相也不断出现，如液晶相[24-26]、多重氢键[27-29]、配位键[30,31]、偶极-偶极作用[32,33]、主客体识别[34]、光可逆反应[35,36]和纤维素晶须网络[37,38]等。
新型的开关相尽管提供了一些独特的刺激响应性能，例如光响应性[30,35,36]、PH 响应性[34]、离子响应性[32,33]和水响应性[37,38]等，但是SMP的固定率、回复率、回复速度等并不理想。
从材料实际应用的角度出发，更加期望的是能在SMP材料的力学性能、记忆精度、新型功能上取得突破，获得性能可调、恢复率和循环性能良好、响应速度快、回复应力大的SMP材料。
