智能材料

智能材料是一种具有自我感知、自我修复和优化反应能力的新型材料，能够根据外界环境变化作出响应。1278

智能材料的定义与特性

• 自我感知：能够检测并识别外界或内部的刺激，如电、光等。1
• 自我修复：具备自我发现故障并进行修复的能力。
• 优化反应：根据实际情况作出优化反应，发挥控制作用。

构成要素

• 基体材料：承载作用，一般选用轻质材料，如高分子材料。1
• 敏感材料：对外界环境变化作出反应。
• 驱动材料：响应外界变化，实现特定功能。
• 信息处理器：对传感元件采集的信息进行处理。

研究方向

• 仿生学理论：智能材料概念设计的仿生学理论研究。1
• 内禀特性研究：材料智然内禀特性及智商评价体系的研究。
• 耗散结构理论：应用于智能材料的耗散结构理论研究。

实际应用

• 建筑领域：研制能够自我检测和修复的桥梁、建筑设施和地下管道。1
• 飞机制造：开发具有自我感知和响应功能的智能材料，提高飞行安全。
• 医疗领域：制造无需马达控制并有触觉响应的智能材料和结构。

技术进展

• AI强化学习模型：谷歌发表的AI模型帮助发现热力学稳定晶体材料。3
• AI生成模型：微软的Matter Gen模型推动智能材料设计。3
• 深度学习模型：MatterSim模型实现在多种条件下的材料模拟。5