智能材料及其发展

智能材料及其发展材料的发材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或者其他产品的物质，是人类生活、生产 的基础，是人类认识自然和改造自然的工具，与信息、能源并列为人类赖以生存、现代文明 赖以发展的三大支

智能材料及其发展 1. 材料的发 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或者其他产品的物质，是人类生活、生产的 基础，是人类认识自然和改造自然的工具，与信息、能源并列为人类赖以生存、现代文明赖以 发展的三大支柱。材料也是人类进化的标志之一，一种新材料的出现必将促进人类文明的发展 和科技的进步，从人类出现，经历旧石器时代、新石器时代、青铜时代……，一直到世纪， 21 材料及材料科学的发展一直伴随着人类的文明的进步。在人类文明的进程中，材料大致经历了 一下五个发展阶段。 利用纯天然材料的初级阶段:在远古时代人类只能利用纯天然材料（如石头、草木、野 1） 兽毛皮、甲骨、泥土等），也就是通常所说的旧石器时代。这一阶段人类只能对纯天然材料进 行简单加工。 单纯利用火制造材料阶段：这一阶段跨越了新石器时代、青铜时代和铁器时代，它们 2） 风别已三大人造材料为象征，即陶、铜、铁。这一时期人类利用火來进行烧结、冶炼和加工， 如利用天然陶土烧制陶、瓷、砖、瓦以及后來的玻璃、水泥等，从天然矿石中提炼铜、铁等金 属。 利用物理和化学原理合成材料阶段：世纪初，随着科学的发展和各种检测手段及仪 3）20 器的出现，人类开始研宂材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，并以凝聚态物理、晶体 物理、固体物理力基础研究材料组成、结构和性能之间的关系，并出现材料科学。这一时期， Y 人类利用一系列物理、化学原理、现象來创造新材料，这一时期出现的合成高分子材料与已有 的金属材料、陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。除此之外，人类还合 成了一系列的合金材料和无机非金属材料，如超导材料、光纤材料、半导体材料等。 材料的复合化阶段：这一阶段以世纪年代金属陶瓷的出现为开端，人类开始使 4）2050 用新的物理、化学技术，根据需要制备出性能独特的材料。玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料 以及抗菌材料都是这一阶段的杰出代表，它们都是为适应高科技的发展和提高人类文明进步 Y 而产生的。 材料的智能化阶段：自然界的材料都具有自适应、自诊断、自修复的功能。如所有的 5） 动物和植物都能在没有受到毁火性打击的情况进行自诊断和修复。受大自然的启发，近三四 K 十年的研发，一些人工材料已经具备了其中的部分功能，即我们所说的智能材料，如形状记忆 合金、光致变色玻璃等。但是从严格意义上将，前研制成功的智能材料离理想的智能材料还 H 有一定的距离。 材料科学的发展主要集中在以下几个方面：超纯化（从天然材料到复合材料）、量子化