智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料,是現代高技術新材料發(fā)展的重要方向之一,將支撐未來高技術的發(fā)展,使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失,實現結構功能化、功能多樣化??茖W家預言,智能材料的研制和大規(guī)模應用將
智能材料(Intelligent material),是一種能感知外部刺激,能夠判斷并適當處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。
智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料,是現代高技術新材料發(fā)展的重要方向之一,將支撐未來高技術的發(fā)展,使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失,實現結構功能化、功能多樣化??茖W家預言,智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。
一般說來,智能材料有七大功能,即傳感功能、反饋功能、信息識別與積累功能、響應功能、自診斷能力、自修復能力和自適應能力。
根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年智能材料市場投資前景分析及供需格局研究預測報告》顯示:
智能材料是材料科學領域的最新革命,可以根據其周圍環(huán)境的變化來調整其屬性。它們可以被用于從自我修復的手機屏幕,到會變形以獲得更好氣動性能的飛機機翼,以及有針對性的藥物輸送等各個方面。
隨著科學的發(fā)展逐步回歸理性和系統(tǒng)性,但也會發(fā)展得更快、更穩(wěn),產生更深遠廣泛的影響。能否跟上智能革命(不僅是人工智能)的前進步伐將關系到一個國家和企業(yè)的生存能力。雖然目前還處于智能革命的前夜,但是人工智能、機器學習、生物學習和智能材料的合力將加速智能革命的到來。
2021年全球智能材料市場銷售額達到了55億美元,預計2028年將達到87億美元,年復合增長率(CAGR)為6.9%(2022-2028)。
智能材料最新的研究趨勢顛覆了原有的設計理念,將更多應用于人機交互、生物醫(yī)學,改善人們的醫(yī)療健康水平(Science Robotics, 4(2019)eaax7329)。同時,將智能材料與計算機學科交叉研究,以程序控制材料的特性響應機制,從而制備可調節(jié)、可編程、可重構的智能材料,進一步推動社會科技的發(fā)展。
智能材料在建筑方面,科學家正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設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。英國科學家已開發(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,在混凝土過度撓曲時,它會被撕裂,從而釋放出一些化學物質,來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。當鋼筋周圍的酸度達到一定值時,纖維的涂層就會溶解,從纖維中釋放出能阻止混凝土中的鋼筋被腐蝕的物質。
在飛機制造方面,科學家正在研制具有如下功能的智能材料:當飛機在飛行中遇到渦流或猛烈的逆風時,機翼中的智能材料能迅速變形,并帶動機翼改變形狀,從而消除渦流或逆風的影響,使飛機仍能平穩(wěn)地飛行??蛇M行損傷評估和壽命預測的飛機自診斷監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自行判斷突然的結構損傷和累積損傷,根據飛行經歷和損傷數據預計飛機結構的壽命,從而在保證安全的情況下,大大減少停飛檢修次數和常規(guī)維護費用,使商業(yè)飛機能獲得可觀的經濟效益。
在醫(yī)療方面,智能材料和結構可用來制造無需馬達控制并有觸覺響應的假肢。這些假肢可模仿人體肌肉的平滑運動,利用其可控的形狀回復作用力,靈巧地抓起易碎物體,如盛滿水的紙杯等。藥物自動投放系統(tǒng)也是智能材料一顯身手的領地。日本推出了一種能根據血液中的葡萄糖濃度而擴張和收縮的聚合物。葡萄糖濃度低時,聚合物條帶會縮成小球,葡萄糖濃度高時,小球會伸展成帶。借助于這一特性,這種聚合物可制成人造胰細胞。
未來我國對智能材料的研發(fā)及投資力度加大,市場發(fā)展前景廣闊??茖W家預言,智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。一般說來,智能材料有七大功能,即傳感功能、反饋功能、信息識別與積累功能、響應功能、自診斷能力、自修復能力和自適應能力。
本報告由中研普華咨詢公司領銜撰寫,在大量周密的市場調研基礎上,主要依據了國家統(tǒng)計局、國家商務部、國家發(fā)改委、國家經濟信息中心、國務院發(fā)展研究中心、國家海關總署、全國商業(yè)信息中心、中國經濟景氣監(jiān)測中心、中國行業(yè)研究網、全國及海外相關報刊雜志的基礎信息以及智能材料行業(yè)研究單位等公布和提供的大量資料。
報告對我國智能材料行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現狀、子行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析,重點分析了國內外智能材料行業(yè)的發(fā)展現狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力,以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。
了解更多行業(yè)數據詳情,可以點擊查閱中研普華產業(yè)研究院的《2022-2027年智能材料市場投資前景分析及供需格局研究預測報告》。
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2022-2027年智能材料市場投資前景分析及供需格局研究預測報告
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