2020智能材料市場(chǎng)規(guī)模分析 智能材料行業(yè)發(fā)展的怎么樣?

• 2020年8月7日 LiuMingYue來(lái)源：百度百科 中研網(wǎng) 799 48
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智能材料行業(yè)前景如何?智能材料還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。不過(guò)，現(xiàn)有的智能材料的多種定義仍然是大同小異。大體來(lái)說(shuō)，智能材料就是指具有感知環(huán)境(包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境)刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。

智能材料行業(yè)前景如何?智能材料還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。不過(guò)，現(xiàn)有的智能材料的多種定義仍然是大同小異。大體來(lái)說(shuō)，智能材料就是指具有感知環(huán)境(包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境)刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。智能材料具有感知功能，能夠檢測(cè)并且可以識(shí)別外界(或者內(nèi)部)的刺激強(qiáng)度，如電，光，熱，應(yīng)力，應(yīng)變，化學(xué)，核輻射等;智能材料又可以稱為敏感材料，其英文翻譯也有若干種，常用的有Intelligent material，Intelligent material and structure，Smart material，Smart material and structure，Adaptive material and structure等.。

2020智能材料市場(chǎng)規(guī)模分析

業(yè)界已發(fā)現(xiàn)了十幾種形狀記憶合金材料，其中在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值的有Ni-Ti合金、Cu 基合金、Fe 類合金等。由于它具有形狀記憶、自動(dòng)作功、超彈性、節(jié)能、熱敏等特殊性能，引起了工業(yè)界廣泛的重視。智能材料特別是在先進(jìn)材料、能源、生命健康等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景。十三五規(guī)劃綱要提出：大力發(fā)展形狀記憶合金、自修復(fù)材料等智能材料，石墨烯、超材料等納米功能材料，超材料已經(jīng)正式上升為國(guó)家戰(zhàn)略。未來(lái)我國(guó)對(duì)智能材料的研發(fā)及投資力度加大，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。到2022年全球智能材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)726億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率14.9%。

據(jù)中研研究院《2020-2025年版智能材料產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告》

智能材料行業(yè)發(fā)展的怎么樣

(1)嵌入式智能材料，又稱智能材料結(jié)構(gòu)或智能材料系統(tǒng)。在基體材料中，嵌入具有傳感、動(dòng)作和處理功能的三種原始材料。傳感元件采集和檢測(cè)外界環(huán)境給予的信息，控制處理器指揮和激勵(lì)驅(qū)動(dòng)元件，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

(2)有些材料微觀結(jié)構(gòu)本身就具有智能功能，能夠隨著環(huán)境和時(shí)間的變化改變自己的性能，如自濾玻璃、受輻射時(shí)性能自衰減的Inp半導(dǎo)體等。

智能材料在建筑方面，科學(xué)家正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設(shè)施以及地下管道等能自診其“健康”狀況，并能自行“醫(yī)治疾病”的材料。英國(guó)科學(xué)家已開(kāi)發(fā)出了兩種“自愈合”纖維。這兩種纖維能分別感知混凝土中的裂紋和鋼筋的腐蝕，并能自動(dòng)粘合混凝土的裂紋或阻止鋼筋的腐蝕。粘合裂紋的纖維是用玻璃絲和聚丙烯制成的多孔狀中空纖維，將其摻入混凝土中后，在混凝土過(guò)度撓曲時(shí)，它會(huì)被撕裂，從而釋放出一些化學(xué)物質(zhì)，來(lái)充填和粘合混凝土中的裂縫。防腐蝕纖維則被包在鋼筋周圍。當(dāng)鋼筋周圍的酸度達(dá)到一定值時(shí)，纖維的涂層就會(huì)溶解，從纖維中釋放出能阻止混凝土中的鋼筋被腐蝕的物質(zhì)。

在飛機(jī)制造方面，科學(xué)家正在研制具有如下功能的智能材料：當(dāng)飛機(jī)在飛行中遇到渦流或猛烈的逆風(fēng)時(shí)，機(jī)翼中的智能材料能迅速變形，并帶動(dòng)機(jī)翼改變形狀，從而消除渦流或逆風(fēng)的影響，使飛機(jī)仍能平穩(wěn)地飛行?？蛇M(jìn)行損傷評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)的飛機(jī)自診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自行判斷突然的結(jié)構(gòu)損傷和累積損傷，根據(jù)飛行經(jīng)歷和損傷數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的壽命，從而在保證安全的情況下，大大減少停飛檢修次數(shù)和常規(guī)維護(hù)費(fèi)用，使商業(yè)飛機(jī)能獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。此外，還有人設(shè)想用智能材料制成涂料，涂在機(jī)身和機(jī)翼上，當(dāng)機(jī)身或機(jī)翼內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力時(shí)，涂料會(huì)改變顏色，以此警告。

在醫(yī)療方面，智能材料和結(jié)構(gòu)可用來(lái)制造無(wú)需馬達(dá)控制并有觸覺(jué)響應(yīng)的假肢。這些假肢可模仿人體肌肉的平滑運(yùn)動(dòng)，利用其可控的形狀回復(fù)作用力，靈巧地抓起易碎物體，如盛滿水的紙杯等。藥物自動(dòng)投放系統(tǒng)也是智能材料一顯身手的領(lǐng)地。日本推出了一種能根據(jù)血液中的葡萄糖濃度而擴(kuò)張和收縮的聚合物。葡萄糖濃度低時(shí)，聚合物條帶會(huì)縮成小球，葡萄糖濃度高時(shí)，小球會(huì)伸展成帶。借助于這一特性，這種聚合物可制成人造胰細(xì)胞。將用這種聚合物包封的胰島素小球，注入糖尿病患者的血液中，小球就可以模擬胰細(xì)

應(yīng)用在人體中

胞工作。血液中的血糖濃度高時(shí)，小球釋放出胰島素，血糖濃度低時(shí)，胰島素被密封。這樣，病人血糖濃度就會(huì)始終保持在正常的水平上。

軍事方面，在航空航天器蒙皮中植入能探測(cè)激光、核輻射等多種傳感器的智能蒙皮，可用于對(duì)敵方威脅進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警。美國(guó)正在為未來(lái)的彈道導(dǎo)彈監(jiān)視和預(yù)警衛(wèi)星研究在復(fù)合材料蒙皮中植入核爆光纖傳感器、X射線光纖探測(cè)器等多種智能蒙皮。這種智能蒙皮將安裝在天基防御系統(tǒng)平臺(tái)表面，對(duì)敵方威脅進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和預(yù)警，提高武器平臺(tái)抵御破壞的能力。智能材料還能降低軍用系統(tǒng)噪聲。美國(guó)軍方發(fā)明出一種可涂在潛艇上的智能材料，它可使?jié)撏г肼暯档?0分貝，并使?jié)撏綔y(cè)目標(biāo)的時(shí)間縮短100倍。

除上述幾個(gè)方面外，智能材料的再一個(gè)重要進(jìn)展標(biāo)志就是形狀記憶合金，或稱記憶合金。這種合金在一定溫度下成形后，能記住自己的形狀。當(dāng)溫度降到一定值(相變溫度)以下時(shí)，它的形狀會(huì)發(fā)生變化;當(dāng)溫度再升高到相變溫度以上時(shí)，它又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)的形狀。記憶合金的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究已比較成熟。一些國(guó)家用記憶合金制成了衛(wèi)星用自展天線。在稍高的溫度下焊接成一定形狀后，在室溫下將其折疊，裝在衛(wèi)星上發(fā)射。衛(wèi)星上天后，由于受到強(qiáng)的日光照射，溫度會(huì)升高，天線自動(dòng)展開(kāi)。除此之外，還有人用記憶合金制成了窗戶自動(dòng)開(kāi)閉器。當(dāng)溫度升至一定程度后窗戶自動(dòng)打開(kāi)，溫度下降時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。用記憶合金作支撐架的乳罩也很有特色，乳罩在水中可以任意揉搓清洗，但當(dāng)它被戴到身上時(shí)會(huì)自動(dòng)保持自己的形狀，并能根據(jù)穿著者體形的變化在一定范圍內(nèi)變化。

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