
新买的包包可以变换颜色,不小心刮破的衣服能像皮肤一样愈合,车漆剐蹭后浇点水就崭新如初……这些科幻电影般的场景正以肉眼可见的速度成为现实。日前,天津大学封伟教授团队成功研发新型智能材料。这种新材料很“聪明”,不仅能变色,还有形状记忆和自愈合功能。

随着人工智能的发展,机器设备和机器人正变得越来越智能,但是,它们仍然缺乏像人类一样能够触摸和感知微妙而复杂环境的能力。现在,新加坡国立大学(NUS)研究人员已经发明了一种智能材料,具有人类一样的感官能力。

智能材料是材料科学领域的最新革命,可以根据其周围环境的变化来调整其特性。它们可以被用于从自我修复的手机屏幕,到变形的飞机机翼,以及有靶向药物输送等各个方面。使用智能材料将药物输送到体内的特定目标,对癌症等疾病尤其重要,因为智能材料只有在检测到癌细胞时才会释放药物,而健康细胞则不会受到伤害。

水凝胶是一类具有亲水基团的三维网络结构聚合物智能材料,在水中可以迅速溶胀并在溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。由于水凝胶具有良好的生物相容性和生物系统的相似性,被广泛用于伤口敷料、隐形眼镜等日常生活以及组织工程、软机器人等前沿研究。然而,由于水凝胶富含亲水基团,在本征上表现为亲水特性,一般不疏水,因此基本不存在具有疏水特征的纯水凝胶材料。

大阪大学的科学家们创造出了超吸收性聚合物(SAP)微粒子,这种微粒子可以自组装成可以通过调整粒子类型比例来修饰结构。这项研究可能会导致新型可仿生的“智能材料”,可以感知并响应特定的化学物质。

英国谢菲尔德大学先进制造研究中心(AMRC)目前是整个欧洲MASTRO项目的核心研究机构。针对这一项目,谢菲尔德大学与16个工业伙伴合作。该项目旨在开发自响应式航空航天复合材料,这项技术有望大大减少温室气体排放,降低航空制造成本,并实现2050年实现净零排放的总目标。该项目也是欧盟研究与创新计划Horizon 2020的一部分,其主要任务是为智能运输行业开发智能材料。

英国思克莱德大学开发出一种智能材料,使用三肽来制造同时具有刚性和可变形性的晶体。这种材料由纳米级孔隙的三维图案组成,孔隙中散布着由刚性和柔性区域组成的分子网络,水分子可以紧密地与这些孔结合。这种形状可变的晶体可以利用蒸发作为能源,有助于下一代执行器和人造肌肉的开发。

现如今离子液体已成为一类新型的化合物,可用于开发具有出色潜在应用的先进材料。尽管早在1914年就发现了离子液体,但直到最近的20年,离子液体才受到应有的重视。