智能高分子的应用现状
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智能高分子材料
智能高分子材料是一种具有特殊功能和响应能力的材料,它可以对外界的刺激做出自动的响应和调整,具有广泛的应用前景。
智能高分子材料的研究和开发已经成为当今材料科学领域的热点之一,其在医学、电子、航空航天、环境保护等领域都有着重要的应用价值。
首先,智能高分子材料在医学领域具有重要的应用价值。
例如,智能高分子材料可以应用于药物传递系统中,通过控制材料的响应能力和释放速度,实现对药物的精准控制和释放,提高药物的疗效和减少副作用。
此外,智能高分子材料还可以用于仿生材料的制备,如人工器官、组织工程等领域,为医学治疗和康复提供新的可能。
其次,智能高分子材料在电子领域也有着重要的应用前景。
智能高分子材料可以应用于柔性电子器件的制备,如柔性显示屏、可穿戴设备等,由于其具有良好的柔韧性和可塑性,可以实现对电子器件的柔性设计和制备,为电子产品的发展提供新的可能。
此外,智能高分子材料还可以应用于航空航天领域。
由于智能高分子材料具有轻质、高强度、耐高温等特点,可以用于航空航天器件的制备,如航天飞行器的结构材料、隔热材料等,为航空航天技术的发展提供新的可能。
最后,智能高分子材料在环境保护领域也有着重要的应用前景。
智能高分子材料可以应用于污染物的吸附和分离,如油水分离材料、重金属吸附材料等,通过调控材料的响应能力和表面性质,实现对污染物的高效吸附和分离,为环境保护和治理提供新的可能。
综上所述,智能高分子材料具有广泛的应用前景,在医学、电子、航空航天、环境保护等领域都有着重要的应用价值。
随着材料科学和技术的不断发展,相信智
能高分子材料将会在更多领域展现出其独特的魅力,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
高分子材料在智能纺织品中的应用前景如何在当今科技飞速发展的时代,智能纺织品作为一个充满创新和潜力的领域,正逐渐引起人们的广泛关注。
而高分子材料在其中扮演着至关重要的角色,为智能纺织品带来了前所未有的性能和应用前景。
智能纺织品是指能够感知和响应外界环境变化,并具有一定功能的纺织品。
这些功能可以包括温度调节、湿度控制、压力传感、健康监测等。
而实现这些功能的关键就在于所使用的材料,其中高分子材料以其独特的性能成为了智能纺织品的理想选择。
高分子材料具有优异的柔韧性、可加工性和耐用性。
与传统的纺织材料相比,它们能够更好地适应复杂的形状和结构,并且在长期使用过程中保持稳定的性能。
例如,聚酰亚胺、聚氨酯等高分子材料可以被制成具有良好弹性和拉伸性能的纤维,用于制造可穿戴的智能服装。
在温度调节方面,高分子材料的应用前景十分广阔。
相变材料是一类常见的用于温度调节的高分子材料,它们能够在一定温度范围内发生相变,从而吸收或释放热量。
将这些相变材料与纺织品结合,可以制造出具有自动调温功能的衣物。
例如,在寒冷的冬天,衣物能够吸收人体散发的热量并储存起来,当环境温度下降时再释放出来,保持人体的温暖;在炎热的夏天,衣物则可以快速将热量散发出去,给人带来凉爽的感觉。
湿度控制也是智能纺织品的一个重要功能,而高分子材料在这方面同样表现出色。
一些高分子材料具有良好的吸湿性和透气性,能够根据环境湿度的变化调节水分的吸收和释放。
例如,聚丙烯酸酯类高分子材料可以制成具有湿度调节功能的纤维,用于制造运动服装和内衣,帮助人体保持干爽舒适。
压力传感是智能纺织品的另一个重要应用领域,高分子材料在其中发挥着关键作用。
压电高分子材料如聚偏氟乙烯(PVDF)在受到压力时会产生电信号,通过对这些电信号的检测和分析,可以实现对压力的精确测量。
将压电高分子材料集成到纺织品中,可以制造出能够监测人体运动和姿势的智能服装,在医疗康复、运动训练等领域具有广泛的应用前景。
智能高分子材料的未来发展趋势分析
随着科技的不断进步和人类对材料性能需求的不断提高,智能高分子材料作为
一种具有潜力的新型材料,正逐渐引起人们的关注。
智能高分子材料是指在外部刺激下能够产生智能响应的高分子材料,具有形状记忆、自修复、自感知等特性,被广泛应用于航天航空、医疗保健、智能生活等领域。
在未来的发展中,智能高分子材料将会呈现出以下几个趋势:
1. 多功能化
未来的智能高分子材料将更加注重多功能化的发展,不仅可以实现形状记忆功能,还可以具备自修复、自感知、自组装等多种功能。
这种多功能化的智能材料将能够更好地满足不同领域的需求,应用范围将更加广泛。
2. 环境友好
随着人们对环境保护意识的增强,未来的智能高分子材料将更加注重环保性能。
研究人员将致力于开发生产过程更加环保、可降解材料,并通过技术手段实现高效回收再利用,从而减少对环境的影响。
3. 自适应性
未来的智能高分子材料将具备更强的自适应性能,能够根据外部环境变化自动
调整材料性能,以实现更好的适应性和稳定性。
这种自适应性将大大提高材料在复杂环境下的应用效果,为各行业带来更大的便利。
4. 高性能
随着材料科学、纳米技术等领域的不断发展,未来的智能高分子材料将呈现出
更高的性能表现。
这包括更高的强度、耐磨性、耐温性等,使智能高分子材料在极端环境下也能够表现出色,为相关行业提供更可靠的材料支持。
综合来看,未来智能高分子材料的发展将更加注重多功能化、环境友好、自适
应性和高性能等方面。
这将为人类社会带来更多的科技创新和应用领域拓展,推动智能高分子材料行业持续快速发展,为人类生活和产业发展带来更多可能性。
新型智能高分子材料的研究与应用随着科技水平的不断发展,智能材料的研究和应用越来越受到广泛的关注。
而在众多的智能材料中,新型智能高分子材料的研究和应用也成为了当前的热点话题。
智能高分子材料是目前材料科学领域中一种较为先进的材料,它的特殊性能和广泛的应用领域受到了各个领域的研究者和应用者的广泛关注。
下面我们将从新型智能高分子材料的研究和应用方面来一一介绍。
1.新型智能高分子材料的研究进展(1)嵌段共聚物嵌段共聚物是指在一条聚合物链上,有两种或多种不同的聚合单体交替出现,由此形成了多种纳米结构的高分子材料。
在这种结构之中,聚合单体之间的相互作用是非常重要的。
随着研究的深入,嵌段共聚物的应用场景越来越广泛,例如将其应用于纳米材料的研究工作当中。
(2)烯烃-芳香二元共聚物烯烃-芳香二元共聚物是指在一条聚合物链上,同时存在烯烃和芳香烃两种聚合单体。
这种材料在制备的过程中,烯烃和芳香烃之间的相互作用非常重要。
(3)超支化聚合物超支化聚合物是一种具有非常高分子量的聚合物,其形状非常奇特,由于其特殊的结构,超支化聚合物的性质也非常独特。
在实际应用当中,超支化聚合物的应用场景非常广泛,例如在纳米材料和生物医学领域等方面都能够发挥非常重要的作用。
(4)中息肉中息肉是指一种新型智能高分子材料,在制备过程中会发生逆转的“脱溶-相分离-再溶胀”过程。
中息肉具有很好的智能响应性质,能够非常敏锐地响应于外部环境的变化。
在实际应用方面,中息肉也被广泛用于人工智能领域的研究工作中。
2.新型智能高分子材料的应用新型智能高分子材料的应用场景非常广泛,下面我们将介绍一些比较典型的应用领域。
(1)传感器新型智能高分子材料由于具有非常好的响应性质,在传感器方面的应用也非常广泛。
例如在温度传感器、压力传感器和湿度传感器等方面都有广泛的应用。
而在这些传感器中,新型智能高分子材料具有更好的灵敏度和响应速度。
(2)生物医学在生物医学领域中,新型智能高分子材料也被广泛应用。
2024年先进高分子材料市场环境分析1. 引言高分子材料是一种具有广泛应用前景的先进材料,其具有优良的物理和化学性能,能够满足各种工业领域的需求。
随着科技的不断进步和人们对材料性能的不断追求,先进高分子材料市场逐渐发展壮大。
本文将对先进高分子材料市场的环境进行分析。
2. 先进高分子材料市场概述先进高分子材料市场包括聚合物、复合材料、工程塑料等多个领域。
以聚合物为例,它具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘性能好等特点,在航空航天、汽车工业、电子电器等领域有广泛应用。
复合材料是由两种或两种以上不同的材料组合而成,其具有优异的强度、刚度、耐磨性等特性,在航空航天、船舶制造、建筑等行业中得到广泛使用。
工程塑料则具有耐高温、耐腐蚀、机械性能优异等特点,广泛应用于电子电器、汽车工业、医疗器械等领域。
3. 先进高分子材料市场发展趋势3.1 技术进步驱动随着科技的进步,先进高分子材料的研发与应用不断取得突破。
新材料的涌现以及材料制备、加工工艺的改进,不断推动了先进高分子材料市场的发展。
3.2 环保要求的提升在环保意识不断增强的背景下,先进高分子材料市场呈现出环保、慎用资源的发展趋势。
循环经济、绿色材料等理念的提出,促使高分子材料行业向环保方向发展。
3.3 应用领域的拓展先进高分子材料的广泛应用领域是市场发展的重要驱动因素。
除了传统领域如航空航天、汽车制造,先进高分子材料在新兴领域如新能源、智能制造等方面也有较大的应用空间。
4. 先进高分子材料市场竞争态势市场竞争态势是影响先进高分子材料市场发展的重要因素。
目前,市场上存在着诸多的先进高分子材料供应商,他们不仅具有丰富的产品线和技术实力,还拥有强大的生产能力和销售网络。
市场竞争激烈,厂家之间的差异化竞争成为市场的主要趋势。
5. 先进高分子材料市场前景先进高分子材料市场具有广阔的前景。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展,市场需求将逐渐增加。
同时,环保要求的提升和新兴领域的发展也为先进高分子材料市场带来了更多的机遇。
高分子材料在智能制造领域的应用前景
在当今科技快速发展的时代,高分子材料作为一种重要的工程材料,正逐渐成
为智能制造领域的热门选择。
高分子材料具有轻质、耐强度高、绝缘性好等特点,使其在各种智能制造设备中扮演着重要角色。
首先,高分子材料在智能制造中的应用前景体现在其优异的机械性能上。
高分
子材料通常具有较高的强度和韧性,能够承受复杂的工作环境下的应力和压力,保证设备稳定运行。
例如,在智能机器人的制造过程中,使用高分子材料制作机体和关键零部件,可以有效提高机器人的工作效率和寿命。
其次,高分子材料的化学性能也使其在智能制造领域中具有广阔的应用前景。
高分子材料具有较好的耐腐蚀性和耐磨损性,能够抵御恶劣环境下的化学侵蚀和磨损,确保设备长时间稳定运行。
在智能传感器和控制系统中,使用高分子材料作为外壳和保护层,可以提高设备的抗干扰能力和使用寿命。
此外,高分子材料具有良好的加工性和成型性,适用于各种复杂形状和结构的
制造。
在智能制造设备的设计和制造过程中,采用高分子材料可以更加灵活地实现各种功能要求,提高产品的整体性能和竞争力。
而且,高分子材料还可以通过改性和复合等手段,进一步改善其性能,满足不同智能制造设备的特殊需求。
综上所述,高分子材料在智能制造领域的应用前景十分广阔。
随着科技的不断
进步和智能制造需求的增加,高分子材料将在智能制造领域发挥越来越重要的作用,推动智能制造技术的不断创新和发展。
相信未来,高分子材料将为智能制造领域带来更多惊喜和突破,实现智能制造的更好发展和应用。
2024年先进高分子材料市场发展现状1. 引言先进高分子材料是一类具有特殊性能和广泛应用前景的新型高分子材料。
随着科技的进步和工业的发展,先进高分子材料在各个领域中得到了广泛应用。
本文将对先进高分子材料市场的发展现状进行分析。
2. 先进高分子材料的种类及应用先进高分子材料包括但不限于聚合物复合材料、功能性高分子材料、生物医用高分子材料等。
这些材料具有优异的物理性质、化学稳定性和机械性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子技术、生物医药等领域。
在航空航天领域,先进高分子材料被用于制造轻质高强度的航空器零部件,以提高飞行器的燃油效率和减少碳排放。
在汽车制造领域,先进高分子材料可以用于制造轻量化车身和能源储存装置,以提高汽车的燃油经济性和减少尾气排放。
在电子技术领域,先进高分子材料被用于制造电子元件和柔性电子产品,以满足现代电子设备对小型化和高性能的需求。
在生物医药领域,先进高分子材料被用于制备医用仿生材料、药物传输系统和生物传感器,为医疗诊断和治疗提供了新的途径。
3. 先进高分子材料市场的发展趋势在全球范围内,先进高分子材料市场呈现出快速增长的态势。
这主要受到创新技术的推动和市场需求的拉动。
首先,先进高分子材料领域的技术创新不断突破。
随着纳米技术、复合材料技术、功能化改性技术的发展,先进高分子材料的性能得到了大幅提升。
同时,新型高分子材料的开发也为市场发展提供了新的机遇。
其次,各个行业对先进高分子材料的需求持续增长。
随着全球经济的发展和人民生活水平的提高,航空航天、汽车制造、电子技术、生物医药等领域对先进高分子材料的需求不断扩大。
同时,人们对产品性能和质量的要求也越来越高,促使先进高分子材料市场不断发展壮大。
4. 先进高分子材料市场的挑战与机遇虽然先进高分子材料市场发展迅猛,但仍面临一些挑战。
首先,高成本是先进高分子材料市场发展的制约因素之一。
与传统材料相比,先进高分子材料的制备成本较高,这使得其在大规模应用中面临一定的成本压力。
智能高分子材料的应用现状与发展展望摘要:简单介绍了智能高分子材料,如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的应用现状,并展望了其发展前景。
关键词:高分子材料;智能材料;高分子凝胶;形状记忆高分子;智能高分子膜;智能高分子复合材料1.智能高分子的简单介绍与分类智能高分子材料又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物,是一种能感觉周围环境变化,而且针对环境的变化能采取响应对策的高分子材料。
外界环境刺激因素有:温度、压力、声波、离子、电场、溶剂和磁场等,对这些刺激因素产生有效响应的智能高分子自身性质,如相、形状、光学、力学、电场、表面积、反应速度和识别性能等随之变化。
它是通过分子设计和有机合成的方法使有机材料本身具有生物所赋予的高级功能。
如自修与自增功能, 认识与鉴别功能,刺激与响应功能等。
其研究涉及众多的基础理论研究,有很多的成果已在高科技、高附加值产业中得到了应,已成为高分子材料的重要发展方向之一。
按材料的种类可分为金属类智能材料、非金属类智能材料、高分子类智能材料、智能复合材料;按材料的来源可分为天然智能高分子和合成智能高分子;按材料的应用领域可划分为建筑用智能材料、工业用智能材料、军用智能材料、医用智能材料、航天用智能材料;按材料的功能可划分为半导体、压电体、电致流变体。
2.智能高分子的应用现状2.1智能高分子凝胶智能高分子凝胶是一种三维高分子网络和溶剂组成体系这类高分子凝胶材料可随环境的变化而产生可逆的、非连续的体积变化。
高分子凝胶的溶胀收缩循环可用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料;循环提供的动力可用来设计“化学发动机”;网孔的可控性可以适用于药物释放体系。
智能凝胶是由于其组成的聚合物主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团,能够对外界环境溶剂组分、温度、pH值、电场、光、磁场等的变化能产生可逆的、不连续(或连续)的体积变化,因此通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态,来影响其溶胀或伸缩性能,从而使凝胶对外界刺激做出响应,表现出智能的特性。
高分子材料在智能生活领域的应用前景
高分子材料是一类具有高分子化合物特征的材料,具有分子量大、由许多相同或不同的简单分子单位构成的特点。
随着社会科技的不断发展,高分子材料在智能生活领域的应用前景备受瞩目。
在智能家居领域,高分子材料的应用日益广泛。
例如,高分子材料可以用于制造智能家居中的传感器、控制器等关键部件。
通过利用高分子材料的柔韧性和导电性等特点,可以设计出更加智能化、便捷化的家居产品,提高居家生活的舒适度和便利性。
此外,高分子材料还可以用于智能家居产品的外壳制造,为产品赋予更优美的外观和更好的手感。
在智能穿戴领域,高分子材料也发挥着重要作用。
高分子材料的轻巧性和舒适性使其成为智能穿戴设备的理想材料之一。
例如,智能手环、智能手表等产品常常采用高分子材料作为主要外壳材料,以确保产品的舒适度和耐用性。
同时,高分子材料还可以用于制造智能穿戴设备的传感器带、皮带等部件,从而提高产品的性能和功能。
除此之外,高分子材料在智能交通、智能健康等领域也有着广泛的应用前景。
例如,高分子材料可以用于制造智能交通系统中的信号灯、交通标志等设备,提高交通系统的智能化水平和安全性。
在智能健康领域,高分子材料可以用于制造医疗器械、智能健康监测设备等产品,为人们的健康管理提供更加便捷的解决方案。
综上所述,高分子材料在智能生活领域的应用前景广阔。
随着科技的不断进步和对智能化生活需求的增加,高分子材料必将在智能生活领域发挥越来越重要的作用,为人们的生活带来更多便利和舒适。
智能高分子材料的应用现状与发展展望摘要:简单介绍了智能高分子材料,如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的应用现状,并展望了其发展前景。
关键词:高分子材料;智能材料;高分子凝胶;形状记忆高分子;智能高分子膜;智能高分子复合材料1.智能高分子的简单介绍与分类智能高分子材料又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物,是一种能感觉周围环境变化,而且针对环境的变化能采取响应对策的高分子材料。
外界环境刺激因素有:温度、压力、声波、离子、电场、溶剂和磁场等,对这些刺激因素产生有效响应的智能高分子自身性质,如相、形状、光学、力学、电场、表面积、反应速度和识别性能等随之变化。
它是通过分子设计和有机合成的方法使有机材料本身具有生物所赋予的高级功能。
如自修与自增功能, 认识与鉴别功能,刺激与响应功能等。
其研究涉及众多的基础理论研究,有很多的成果已在高科技、高附加值产业中得到了应,已成为高分子材料的重要发展方向之一。
按材料的种类可分为金属类智能材料、非金属类智能材料、高分子类智能材料、智能复合材料;按材料的来源可分为天然智能高分子和合成智能高分子;按材料的应用领域可划分为建筑用智能材料、工业用智能材料、军用智能材料、医用智能材料、航天用智能材料;按材料的功能可划分为半导体、压电体、电致流变体。
2.智能高分子的应用现状2.1智能高分子凝胶智能高分子凝胶是一种三维高分子网络和溶剂组成体系这类高分子凝胶材料可随环境的变化而产生可逆的、非连续的体积变化。
高分子凝胶的溶胀收缩循环可用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料;循环提供的动力可用来设计“化学发动机”;网孔的可控性可以适用于药物释放体系。
智能凝胶是由于其组成的聚合物主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团,能够对外界环境溶剂组分、温度、pH值、电场、光、磁场等的变化能产生可逆的、不连续(或连续)的体积变化,因此通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态,来影响其溶胀或伸缩性能,从而使凝胶对外界刺激做出响应,表现出智能的特性。
智能水凝胶按照响应环境的不同可分为温度敏感水凝胶——随温度变化的凝胶、pH敏感水凝胶——随pH值变化的凝胶、盐敏凝胶——随盐浓度变化的凝胶、光敏感水凝胶——随光强度变化的凝胶;此外,还有压力敏感水凝胶、电场敏感水凝胶和复合敏感水凝胶等。
由于智能凝胶在环境刺激下的独特响应性,在细胞培养基质、药物控释载体、组织工程、分子诊断等生物医学方面具有良好的应用前景,因此设计和合成具有刺激响应性的新型水凝胶将被不断开发用于生物医学和纳米技术领域。
新型的智能水凝胶必需同时拥有符合要求的化学,力学和生物学功能。
由合成聚合物与天然蛋白或多糖通过复合制作的生物杂化水凝胶以及有机/无机杂化水凝胶正是以其优良的力学和生物学功能而引起越来越多的关注。
2.2形状记忆型高分子材料形状记忆聚合物( 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。
形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。
形状记忆过程可简单表述为:初始形状的制品——二次形变——形变固定——形变回复。
其性能的优劣,可用形状回复率、形变量等指标来评价。
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:固定相和可逆相固定相的作用是保持成型制品初始形状的记忆和回复,而可逆相则是随温度变化让其形状发生可逆的变化。
由于形状记忆材料具有优异的性能,诸如形状记忆效应、高回复形变、良好的抗震性和适应性,以及易以线、颗粒或纤维的形式与其他材料结合形成复合材料等。
因此,形状记忆材料的应用范围也越来越广,如在在医疗领域,形态记忆树脂可代替传统的石膏绷扎,具有生物降解性的形状记忆高分子材料可用作医用组合缝合器材、止血钳等。
在航空领域,形状记忆高分子材料被用作机翼的振动控制材料。
在纺织中,服装在常温下形成的折皱可以通过升温来消除折痕,回复至原来的形状。
甚至我们可以将响应温度设计在室温或人体温度范围内,从而可即刻消除形成的折皱。
利用高分子材料的形状记忆智能可制备出热收缩管和热收缩膜等。
虽然形状记忆型高分子有很多优点,但尚存在着许多不足之处,如形变回复小、耐热性差和回复精度不高等。
因而,在形状记忆聚合物的分子设计和复合材料的研究等方面,还有待于进一步研究,在应用开发方面的工作还具有极大的潜力可挖。
2.3智能织物将聚乙二醇与各种纤维(如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯)共混物结合,使其具有热适应性与可逆收缩性。
所谓热适应性是赋予材料热记忆特性,温度升高时纤维吸热,温度降低时纤维放热,此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。
温度升高时,氢键解离,系统趋于无序状态,线团弛豫过程吸热。
当环境温度降低时,氢键使系统变为有序状态,线团被压缩而放热。
这种热适应织物可用于服装和保温系统,包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域。
此类织物的另一功能是可逆收缩,即湿时收缩,干时恢复至原始尺寸,湿态收缩率达到可用于传感/执行系统、微型发动机及生物医用压力与压缩装置,如压力绷带,它在血液中收缩,在伤口上所产生的压力有止血作用,绷带干燥时压力消除。
当前,分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合,又使织物的智能化水平得到了进一步提高。
自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注。
2.4智能高分子膜与传统高分子膜相比,受生物膜启发的环境刺激响应型智能高分子膜具有环境响应的选择性和“开/关”特性。
因此,环境刺激响应型智能膜在化学物质/药物的控制释放、物质分离、水处理、组织工程、化学传感器等领域有着潜在的应用价值。
高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。
高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。
现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。
对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。
用高分子凝胶制成的膜能实现可逆变形,也能承受一定关的静压力。
按照智能高分子膜的结构,智能高分子膜可以分为智能高分子凝胶膜和智能高分子开关膜两种。
智能高分子凝胶膜是由智能高分子交联而成的均质凝胶膜,它在外界环境刺激的作用下会整体溶胀或收缩,从而改变其渗透特性和选择透过性。
智能高分子开关膜则是将智能高分子与非刺激响应型基材膜结合而成,智能高分子作为智能开关调节膜孔大小,从而实现渗透特性和选择透过性的变化。
智能高分子凝胶膜完全由交联的智能高分子凝胶组成,强度低,多见于智能微囊膜。
而智能高分子开关膜能够结合基材膜的机械强度等方面的优异性能和智能高分子的环境刺激响应性能,研究最为广泛。
智能膜的类型多种多样。
目前,已有关于温度响应型智能膜、pH响应型智能膜、离子强度响应型智能膜、光响应型智能膜、电场响应型智能膜、磁场响应型智能膜、特定化学物质或离子响应型智能膜、多重刺激响应型智能膜的报道。
其中,在众多的智能膜中温度响应型和pH响应型智能膜的研究最为广泛。
2.5智能高分子复合材料智能高分子材料在工业、建筑、航空、医药领域的应用越来越广泛。
复合材料大都用作传感器元件。
新的智能复合材料具有自愈合、自应变等功能。
在航空领域,美国一研究所正在研制用复合材料制成的贴在机冀上的“智能皮”,以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。
这些“智能皮”可以根据飞行员和飞机电脑的指令改变外形,起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。
在建筑领域,利用复合材料的自诊断、自调节、自修复功能,可用于快速检测环境温度、湿度,取代温控线路和保护线路。
用具有电致变色效应和光记忆效应的氧化物薄膜制备自动调光窗口材料,既可减轻空调负荷又可节约能源,在智能建筑物窗玻璃领域得到了广泛应用。
用有热电效应和热记忆效应的高聚物薄膜进行智能多功能自动报警和智能红外摄像,取代了复杂的检测线路。
用有光电效应的光导纤维制作光纤混凝土制件,当结构构件出现超过允许宽度裂缝时,光路被切断而自动报警,可取代复杂的检测线路。
其中,稀土因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁等特性,这些特性是人们制备稀土/高分子特种复合材料技术和应用的强大驱动力。
稀土/高分子复合材料在X射线屏蔽应用中可有效弥补铅的弱吸收区;具有高稀土含量的复合高分子屏蔽材料具有强的热中子吸收能力;含稀土的共聚物具有强顺磁性;稀土配合物有促进橡胶硫化和抗热氧老化的特性。
3.发展展望目前,我国智能高分子材料的研究与开发存在着不足,与世界先进水平相比尚有相当大的差距,影响了我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等诸多部门的发展,有时甚至成为制约某些部门发展的关键因素。
国外智能高分子材料正处于研究开发阶段,各发达国家都对其相当重视。
因此,21世纪智能高分子材料会被更加广泛的应用,从而引导材料学的发展方向。
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