智能材料也叫机敏材料，它是20世纪90年代迅速发展起来的一种全新的材料分支学科。这种材料常常把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料 和功能材料结合在一起，赋予材料崭新的性能，使无生命的材料变得似乎有 了 “感觉”和“知觉”，并具有自我感知和自我修复的功能。
任何材料的发展都来源于实际的需要。例如，在社会的实际活动中经常 发生飞机失事、桥梁断裂和房屋倒塌造成的灾难。这就促使科学家们希望找 到失事之前能预警的材料，或预感到要失事时能自动加固或自行补助伤痕和 裂纹的材料。比如，人的皮肤划伤后，过一段时间就会自然长好，且自我修 补得天衣无缝；骨头折断后，只要对好骨缝，断骨就会自动长在一起。
那么， 飞机的机翼、桥梁的支架出现裂纹后能不能自我修补呢？如果可能，那就可 以防止许多灾难性的事故。这就是目前世界上一大批科学家致力于研究和发 展智能材料的原因。
制造智能材料的难度是很大的，因为它涉及的知识面太宽。因此，发展 智能材料需要化学家、物理学家、材料学家、机器人专家、系统控制专家、 计算机专家、建筑专家、航空航天领域的专家的合作才能取得成功。
发展智能材料尽管困难，但也已经取得可喜的成果。比如，美国多伦多 大学光纤智能结构实验室的科学家们正在设计各种方案，试图使桥梁、机翼 和其他关键结构具有自己的“神经系统”、“肌肉”和“大脑”，使它们能感觉 到即将出现的故障并能自行排除。如在飞机发生故障之前，向飞行员发出警 报，或在桥梁出现裂痕时能自动修复。
他们研制机翼用智能材料的方法之一，是在高性能的复合材料中嵌人细 小的光纤材料。由于复合材料中布满了纵横交错的光纤，它们就能像“神经” 那样感觉到机翼上受到的不同压力；通过测量光纤传输光时的各种变化，可 以测出飞机机翼承受的不同压力；在极端条件下，光纤会断裂，光传输就会 中断，于是就能发出即将出现事故的警告。
不过，仅能发现问题而不能自行排除故障的材料还不能算是理想的智能 材料。美国伊利诺斯大学的建筑学专家卡罗琳。德赖正在研制一种能自行愈 合的混凝土。他设想把大量的空心纤维埋入混凝土，当混凝土受压开裂时， 事先装有“裂纹修补剂”的空心纤维也会裂开，并释放出粘结修补剂，把裂 纹牢牢焊在一起，防止混凝土断裂。
这种智能材料称为被动式智动材料。因 为在这种材料中没有埋人传感器监测裂纹，也没有埋人电子芯片计算机来 “指导”焊接裂开的裂纹，因此它要比埋有传感器和芯片的主动型智能材料价 格便宜，且易于维修。
美国的一些桥梁专家也正在研究主动式智能材料，以便使桥梁出现问题 时自动加固。
他们设计出的一种方案是：如果桥梁某些局部出现问题时，桥 梁的另一部分就自行加固予以弥补。这一设想在电脑技术高度发展的今天已 没有不可克服的困难。现在已能造出极小的信号传感器及微电于计算机埋入 桥梁材料中，桥梁材料可以应用各种神奇的材料（如形状记忆合金，电流变材料等），当出现问题时，计算机将发出指令，使形状记忆合金和电流变材料 (一种通电时立即可以由液滴变成固体的材料）发生相变，自动加固。
智能材料也称仿生材料。日本、意大利、英国等先进工业国家在这方面 都已取得了一定成果。日本人还在研究胆结石、指甲、毛发为何能生长，以 便从中找到能为智能材料研究所借鉴的线索。
标签： 智能制造
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