所谓的智能材料，就是指能够感知环境中某些参数的变化（例如温度、声音、压力、震动等）并对这些变化做出相应反应的一类材料，又称敏感材料。
近年来，智能材料已经成为材料科学中的热门领域，并逐步发展成为交叉学科。目前，在世界范围内，已经吸引了众多的材料科学家、物理学家、化学家、生物学家、计算机专家、系统控制专家、机器人专家等参加智能材料的研究开发，取得了可喜的成果。当前，已经实用化的智能材料主要有以下几种：
1．形状记忆合金材料
形状记忆合金材料是指这种材料没有普遍材料的“永久形变”。施加外力时，可使其出现范性形变；一旦取消外力，并把它加热超过相变温度时，它又可以恢复到原来的形状。这种形变复原的现象就称为形状记忆效应。目前，形状记忆合金主要是镍—钛等材料。这种智能材料的强度高、韧性好、抗腐蚀能力强，应用领域十分广泛。它可以用来制作汽车易损件，如外壳和前后缓冲器等。这些部件在撞车发生变形后，只要用电热吹风机一吹，就可以恢复到原来的形状。此外，利用这种材料制成的“智能天线”，可以在卫星发射时呈折叠形状，以减少阻力，当卫星进入轨道后，在太阳能的作用下，天线就恢复到它的记忆形状，即工作状态。
2．电致、磁致变性材料
这种智能材料大多是由合成材料或陶瓷材料制成的。它们具有在电场或磁场的作用下发生变性的能力，其变化的大小与电场和磁场的强度有关。美国密歇根大学研制成功一种电致变性材料，这种材料在接通电流时，可以从液体变为接近固体。如果向空心复合梁中充入电流变性液体材料，在外电场的作用下，这种流体材料就会变硬，从而使梁变成僵硬状。将这种现象与传感器结合起来，就可以实现使复合梁随着负载的变化而改变其性质。这将是装配结构智能化的一个突破性的新起点。此外，这种材料还可以用作在地震时能自动加固的建筑物的基础。磁致变性材料在机电工业中也有着广泛的用途。
3．压电陶瓷和压电晶体材料
这类智能材料可以将压强、振动等信号迅速转变为电信号，或将电信号转变为振动等信号。它是振动测量中激振器、速度仪、加速度计及传感器等器件的重要材料。新一代压电材料还具有条件反射和指令分析的能力，其特性和运转方式类似于人的神经系统，可以执行类似于大脑的指令。美国科学家研制成功一种压电晶体，如果将其放入壁纸中，就可以实现在屋内听不到冰箱或空调机的噪声。
4．智能光纤材料
光纤不仅可以应用于通信领域，同时，它还可以作为一种智能材料加以应用。将光纤镶嵌到金属材料或其它的高性能的复合材料中，制成梁或机翼，当梁和机翼发生变形时，光纤就会随之弯曲，光信号就会发生变化，从而可以监视桥梁和机翼出现过大变形、疲劳性损伤或断裂等危险情况，并及时发出警告信号，提醒有关人员采取应急措施。例如，美国法吉尼亚技术研究所就是通过“智能光纤眼”来观察一座桥的衰老情况，确定它会不会塌落。再如，阿洛哈航空公司的一架班机，由于智能光纤材料机翼及时发出警告，从而避免了因金属疲劳而造成飞机在空中解体的重大恶性事故。
近年来，由于高科技的发展和应用，新型的智能材料不断问世。例如，能模拟活体生活的生物弹性材料，其力量和反应速度均接近于人体的肌肉。这种材料将来可以应用于人体组织的修复，因为它具有与生物体的相容性，随着伤口的愈合，这种聚合物就会在体内降解掉。意大利比萨大学的科研人员研制成功一种可以用于机器人的人造皮肤智能材料。这种材料可以感知温度、热流的变化以及各种应力的大小，并具有良好的空间分辨力。这种智能材料还可以分辨表面状况，例如，粗糙度、摩擦力等。日本工业技术院机械技术研究所研制成功一种人造肌肉。它是一种琼脂状凝胶体，其弹性、反应速度、伸缩性能、负荷能力等均接近于人类的肌肉。将这种材料装配在机器人上，会使机器人变得栩栩如生。
以上所谈的智能材料，一般被称为被动智能材料。这些材料虽然能对外界环境迅速做出反应，但这些反应大多是发出某种信号，而不能做相应的处理。目前，科学家们又在致力于研究开发主动智能材料。这是新一代的智能材料，它不仅能发现问题，而且还能主动地解决问题。主动智能材料是在高性能的复合材料中嵌入传感器、电子芯片、致动器等元器件。它实质上就是一个自动控制系统。主动智能材料可以制成大型的宏观结构，例如，桥梁、桥墩、航空结构等，同时，也能制成分子水平的分子机器等，采用主动智能材料制成的机翼可以在恶劣的环境下变硬，加固；制作的汽车消震器能够自动调节，以适应各种道路条件；桥梁等建筑支架能在发生地震等灾害时自我加固等。
今后，随着科学技术的进步，智能材料的发展将会日新月异，其应用领域也将会更加拓宽。 (吴琼)