在這個新材料層出不窮的時代,智能材料也是獨領風騷的一朵奇葩(p?。?。智能材料是一種具備發(fā)現(xiàn)故障和自我修復功能的高科技電子材料。雖然關于智能材料方面的研究有待進一步深入,但我們有理由相信,它的發(fā)展前景將是無限廣闊的。
人或動物的身體劃破出血或者骨折了,經(jīng)過一段時間后,會自然愈合;蚯蚓、石龍子、海參等自然界的生物,都有自我修復的功能。受生物自愈原理啟發(fā),科學家設想,在制造飛機、艦船,或建造大橋、高樓的時候,能否使其中的一些關鍵材料也變得有“感覺”,有“反應”呢?能不能在某些材料中,添加一些特別的成分,使大橋在發(fā)生故障之前就能發(fā)出警報,或使艦船在出現(xiàn)裂痕時能自動修復呢?
這一大膽設想使一種新型材料——智能材料誕生了。到了20世紀90年代,科學家研制出一些智能材料,這些材料已經(jīng)具備“發(fā)現(xiàn)故障”和“自我修復”的功能了。
科學家稱智能材料為機敏材料。它把高科技的侍感器或敏感元件等與傳統(tǒng)的材料結(jié)合在一起,使無生命的材料具有了“感覺”和“修復”能力。例如,人們將導電性能較好的碳素纖維與玻璃纖維等集束在一起,制得的智能材料,在較強外力作用下扭曲時,其中的碳素纖維因較脆而首先被部分或全部折斷,從而使材料的電阻發(fā)生相應的變化,據(jù)此可預測出該材料的受損程度。再如在混凝土材料中,預先埋入大量裝有裂紋修補劑的空心纖維,當混凝土受壓開裂時,這些空心纖維也會裂開一個口子,從而釋放出修補劑,把裂紋重新粘接起來。
當前,科學家已經(jīng)能將體積極小的信號傳感器和微電子計算器埋入材料中,這種智能材料在局部出現(xiàn)問題時,計算器收到信號后即會發(fā)出指令,使一些形狀記憶合金和膠粘劑之類的物質(zhì)發(fā)生變化,起到自動加固的作用。
智能材料盡管僅僅是起步,但它代表著未來材料發(fā)展的智能化趨勢。目前,科學家們正在不斷地研究,希望能從生命現(xiàn)象中進一步得到啟發(fā),以便找出更好的研究智能材料的數(shù)據(jù)和線索?!?/p>
(選自中國華僑出版社《小學語文課堂同步拓展閱讀》)