智能材料正逐渐接近实用

图为身着舞会礼服的女性生化人

智能设备现在不仅仅包括智能手机。语音控制的智能音箱和可穿戴的健康设备仅仅是技术渗透到我们家庭和生活细节的一个序言。市场研究引擎(Market Research Engine)几周前发布的一份报告预测,到2024年,可穿戴设备市场价值将达到670亿美元。同样,市场研究公司Markets and Markets的一份市场研究报告预测,到2024年,智能家居市场将从去年的766亿美元增长到1514亿美元。

智能材料是否也将迎来一场类似的革命?在过去的几年里manbetx手机客户端3.0已覆盖执行器,气凝胶,涂料,晶体,水凝胶,塑料和纺织品,以响应他们的环境。大自然是将纳米级信息放大为全球行动的专家;然而,在人工系统中模仿这一概念远非易事。

了解能在系统中引起反应的刺激的广度,一直是,而且仍然是构建智能化学系统的关键。智能面料上月报告通过实时改变其红外发射率来响应湿度。如果你家或办公室的恒温器像你家的一样不稳定manbetx手机客户端3.0那么,由调节与环境热交换的材料制成的衣服将会被抢购一空。

自我修复的水凝胶二月初的报道在我看来,这是一个更令人兴奋的材料里程碑。当然,我们以前见过自愈材料。然而,这种新型水凝胶对机械压力的反应就像肌肉一样;它不仅会自我修复,还会变得更强。它证明了合成材料不再局限于封闭系统。它们可以通过与环境交换物质来建立(或分解)它们的组件来维持自己。重要的是要记住开放系统的物理化学与封闭系统的物理化学是不同的。像非线性化学动力学这样的领域,以前更适用于生物系统,很快将对材料化学更加重要。分子动力学模拟也需要从专注于具有固定数量分子的系统发展。

我看到的材料科学家最头疼的问题是建立对多种刺激做出反应的系统——单一刺激的材料在当今世界的用途有限。从一开始就开发对环境负责的方法来制造这些材料。在任何情况下,智能材料似乎都有千变万化的巧妙应用,将增强我们的日常生活。