智能高分子[精选].ppt

樊、李、尚、申、赵 什么是高分子材料 高分子材料（macromolecular material）：以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。 高分子是生命存在的形式。 所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料的发展 人类社会很早就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。 19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。 1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。 现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。 什么是智能材料 智能材料（Intelligent material）：是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。 什么是智能材料 一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。 科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。 智能材料与功能材料的区别 智能材料是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。 功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。 智能高分子材料 智能高分子材料是通过有机和合成的方法，使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”。这类材料在实际生活中已有了应用，并正在成为各国科技工作者的崭新研究课题，预计不远的将来，这些材料将进入到我们的生活中。 在21世纪,面对环境、能源、医药等愈演愈烈的全球性挑战,高分子材料在凸显其多功能及制造和价格优势的同时,也对其科研和发展提出了更高的要求。 智能高分子的发展过程 早在 1970 年，田中丰一就发现了智能高分子现象，即当冷却聚丙烯酰胺凝胶时，此凝胶由透明逐渐变得浑浊，最终呈不透明状，加热时，它又转为透明 1980 年，出现了用来制造高分子传感器、分离膜、人工器官的智能高分子材料 1990 年，智能高分子材料进入了高速发展阶段 进入 21 世纪后，智能高分子材料正在向智能高分子模糊材料的方向发展 由于高分子材料在结构上的复杂性和多样性，可以在分子结构(包括支链结构)、聚集态结构、共混、复合、界面和表面甚至外观结构等诸多方面，进行单一或多种结构的综合利用，因此最大程度地满足了其他高技术要求材料技术为他们提供的更多、更好的功能。 智能材料的发展是建立在人类需要的基础上的，因此它必将朝着对人们活动起分担作 用的社会活动对应型方向发展。 高分子智能材料已成为材料科学的一个重要研究领域 随着新催化剂的研究和新的合成工艺以及纳米技术研究的深入，在分子、甚至原子水平上实现材料的功能结构设计、复合与加工生产成为可能。 应用领域 现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展,医用高分子材料的应用更加广泛,需求量也随之越来越大。 高分子材料在医药及医用器件中的应用 智能高分子作为生物医用材料在药物载体、生物荧光检测、蛋白质吸附/解吸附、人体组织工程等方面具有广阔的应用前景。 生物医用材料是人工器官和医疗器械的基础,迄今已有几千年的发展史,而生物医用高分子作为生物医用材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,鉴于其具有原料来源广泛、可以通过分子设计改变结构、生物活性高、材料的性能多样等优点,是目前发展最为迅速的领域,已经成为现代医疗材料中的主要部分。对医用高分子材料的深入研究不但对探索人类生命奥秘具有重大意义,也可以带动功能性高分子产业链的深化发展。 从功能材料到智能材料,这是材料领域的一次飞跃。这方面的研究与开发孕育着新理论、新材料的出现。应该指出,智能材料本身也有一个发展过程。随着材料科学的发展,终有一天会出现各种实用的仿生智能化材料。 光致变色高分子材料 形状记忆高分子聚合物 SMP(Shape Memory Polymer） 聚合物基压电材料 智能高分子凝胶 智能高分子膜材 具有形状记忆功能的高分子材料 形状记忆效应： 高分子材料的形态记忆功能由其特殊的内部结构所决定。 在其内部存在着互相结合成网状的架桥,架桥的存在使高分子链间不发生滑动。 把它加热到高于T