2020智能材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

• 2020年6月23日 GuoMeng來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 886 55
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智能材料是一種能感知外部刺激，能夠判斷并適當(dāng)處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。

2020智能材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

智能材料是一種能感知外部刺激，能夠判斷并適當(dāng)處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線(xiàn)逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化?？茖W(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命。一般說(shuō)來(lái)，智能材料有七大功能，即傳感功能、反饋功能、信息識(shí)別與積累功能、響應(yīng)功能、自診斷能力、自修復(fù)能力和自適應(yīng)能力。

智能材料的行為與生命體的智能反應(yīng)有點(diǎn)類(lèi)似。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，太陽(yáng)鏡片中就含有某種材料，這種智能材料能感知周?chē)墓?，并能?duì)光的強(qiáng)弱做出判斷：當(dāng)周?chē)墓夂軓?qiáng)時(shí)，它就自行變暗;當(dāng)光較弱時(shí)，它又變得透明起來(lái)。在飛機(jī)制造方面，科學(xué)家正在研制具有如下功能的智能材料。當(dāng)飛機(jī)在飛行中遇到湍流或猛烈的逆風(fēng)時(shí)，機(jī)翼中的智能材料能迅速變形，并帶動(dòng)機(jī)翼改變形狀，從而消除湍流或逆風(fēng)的影響，使飛機(jī)仍能平穩(wěn)飛行。這方面的研究還未獲得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。此外，還有人設(shè)想用智能材料制成涂料，涂在機(jī)身和機(jī)翼上，當(dāng)機(jī)身或機(jī)翼內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力時(shí)，涂料會(huì)改變顏色，以此報(bào)警。

超分子化學(xué)的日益發(fā)展，使得人們開(kāi)始從傳統(tǒng)的聚合物的開(kāi)發(fā)與合成提出更新的觀念。由于超分子體系可以形成高度有序的功能組裝體，并可在一定條件下進(jìn)行解組裝行為，這就為人們制備動(dòng)態(tài)的超分子材料提供了基礎(chǔ)。近年來(lái)，由于氫鍵作用對(duì)聚合物的性質(zhì)，尤其表現(xiàn)在熱力學(xué)、力學(xué)、微觀自組裝及結(jié)晶行為等具有重大影響，含氫鍵超分子聚合物的設(shè)計(jì)越來(lái)越受到了廣泛的關(guān)注。目前很多超分子材料具有生物相容性，可以作為藥物緩釋材料，細(xì)胞培養(yǎng)支架等智能材料使用，例如，超分子水凝膠化合物以低濃度在水溶液中通過(guò)非共價(jià)相互作用自組裝形成的凝聚體系，因其環(huán)境敏感性、低免疫原性及低細(xì)胞毒性而廣受關(guān)注。另外，根據(jù)超分子材料的特性，我們還可以應(yīng)用于3D打印，通過(guò)其與生物相容性極好的PCL(聚己內(nèi)酯)或PLA(聚乳酸)結(jié)合，可以更廣泛的應(yīng)用于骨骼如股骨頭等的替代以及一些體內(nèi)醫(yī)療支架的應(yīng)用。

智能材料應(yīng)用廣泛。在建筑方面，科學(xué)家正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設(shè)施以及地下管道等能自診其"健康"狀況，并能自行"醫(yī)治疾病"的材料。在飛機(jī)制造方面，科學(xué)家正在研制具有如下功能的智能材料:當(dāng)飛機(jī)在飛行中遇到渦流或猛烈的逆風(fēng)時(shí)，機(jī)翼中的智能材料能迅速變形，并帶動(dòng)機(jī)翼改變形狀，從而消除渦流或逆風(fēng)的影響，使飛機(jī)仍能平穩(wěn)地飛行。可進(jìn)行損傷評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)的飛機(jī)自診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在醫(yī)療方面，智能材料和結(jié)構(gòu)可用來(lái)制造無(wú)需馬達(dá)控制并有觸覺(jué)響應(yīng)的假肢。軍事方面，在航空航天器蒙皮中植入能探測(cè)激光、核輻射等多種傳感器的智能蒙皮，可用于對(duì)敵方威脅進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警。除此之外，智能材料的再一個(gè)重要進(jìn)展標(biāo)志就是形狀記憶合金，或稱(chēng)記憶合金。這種合金在一定溫度下成形后，能記住自己的形狀。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院的研究報(bào)告《2020-2025年中國(guó)智能材料行業(yè)深度分析與投資發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》分析

迄今為止，業(yè)界已發(fā)現(xiàn)了十幾種形狀記憶合金材料，其中在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值的有Ni-Ti合金、Cu 基合金、Fe 類(lèi)合金等。由于它具有形狀記憶、自動(dòng)作功、超彈性、節(jié)能、熱敏等特殊性能，引起了工業(yè)界廣泛的重視。智能材料特別是在先進(jìn)材料、能源、生命健康等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景。十三五規(guī)劃綱要提出：大力發(fā)展形狀記憶合金、自修復(fù)材料等智能材料，石墨烯、超材料等納米功能材料，超材料已經(jīng)正式上升為國(guó)家戰(zhàn)略。未來(lái)我國(guó)對(duì)智能材料的研發(fā)及投資力度加大，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。到2022年全球智能材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)726億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率14.9%。

智能傳感作為衡量國(guó)家信息化程度的重要指標(biāo)，智能傳感器隨著智能材料和人工智能技術(shù)的發(fā)展而不斷拓展其應(yīng)用，智能傳感器目前應(yīng)用已相當(dāng)?shù)膹V泛和普及。智能傳感器就是在一塊智能芯片上將傳感器與微型計(jì)算機(jī)集成組合。敏感技術(shù)和信息處理技術(shù)的緊密結(jié)合呈現(xiàn)出智能傳感器的主要特性，使其除了具有感知和認(rèn)知的雙重功能。

智能服裝的關(guān)鍵載體是近年來(lái)科學(xué)家們研發(fā)出的一類(lèi)新穎智能纖維，該智能纖維制作的紡織品和服裝被認(rèn)為是紡織服裝工業(yè)的未來(lái)和方向。智能纖維具備智能材料的功能和特征，能感知環(huán)境的變化，并能做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，目前導(dǎo)電、變色、調(diào)溫和抗菌等智能纖維已在紡織品和服裝上有相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用。

新技術(shù)的飛速發(fā)展深遠(yuǎn)影響我們的衣食住行，人們追求的舒適、便利、安全的居住環(huán)境得益于近期興起的智能房屋系統(tǒng)研究，而人工智能和智能化設(shè)備是智能建筑的興起的基礎(chǔ)。只需一臺(tái)手機(jī)或電子設(shè)備就可遠(yuǎn)程掌控家中的一切，給你一種全新的智能化體驗(yàn)。智能建筑是新興科技集成的體現(xiàn)，具有智能建筑的節(jié)約性、生態(tài)性、人性化、集約化、自動(dòng)化和智能化特性，從而保證大眾享受到更加高效、更加方便以及更加全面的建筑居住感。

智能材料已在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，除以上重點(diǎn)介紹幾種智能材料外，如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的人造肌肉、人造皮膚、藥物智能系統(tǒng)等的應(yīng)用;在軍事領(lǐng)域領(lǐng)域的飛機(jī)智能蒙皮、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)測(cè)、減振降噪、環(huán)境自適應(yīng)結(jié)構(gòu)智能材料等等，在此不再一一列舉，隨著人類(lèi)對(duì)智能化需求程度的提高，智能材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗟耐貙挕?/p>

目前，智能材料的研究和應(yīng)用取得了重大突破，其發(fā)展前景非常廣闊，但隨著各行業(yè)的迅猛發(fā)展，必將對(duì)智能材料的性能提出更高的要求，從而推動(dòng)智能材料向更高層次發(fā)展。

智能材料行業(yè)報(bào)告對(duì)中國(guó)智能材料行業(yè)及各子行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、上下游行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、市場(chǎng)供需形勢(shì)、新產(chǎn)品與技術(shù)等進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)分析了中國(guó)智能材料行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和特點(diǎn)，以及中國(guó)智能材料行業(yè)將面臨的挑戰(zhàn)、企業(yè)的發(fā)展策略等。報(bào)告還對(duì)全球智能材料行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)作了詳細(xì)分析，并對(duì)智能材料行業(yè)進(jìn)行了趨向研判，是智能材料行業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)企業(yè)，科研、投資機(jī)構(gòu)等單位準(zhǔn)確了解目前智能材料行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，把握企業(yè)定位和發(fā)展方向不可多得的精品。欲了解關(guān)于智能材料行業(yè)具體詳情可以點(diǎn)擊查看中研產(chǎn)業(yè)研究院的研究報(bào)告《2020-2025年中國(guó)智能材料行業(yè)深度分析與投資發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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