形狀記憶聚合物（SMP）和其他智能聚合物固有的特性使其成為許多行業(yè)的規(guī)則改變者。在汽車領(lǐng)域，在車輛子系統(tǒng)發(fā)生損壞時(shí)這些先進(jìn)材料最終可以進(jìn)行自我修復(fù)，或者可以利用這些材料改變汽車的顏色或外觀。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，智能聚合物正在采用化學(xué)方法合成，可利用電活性檢測生物系統(tǒng)中的特定環(huán)境變化，并以可預(yù)測的方式進(jìn)行調(diào)整，使其成為藥物輸送或其他代謝控制機(jī)制的有用工具。在智能織物和智能紡織品方面，利用目前處于萌芽階段的智能聚合物和智能電子產(chǎn)品，可以使紡織產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)巨大的提升。
讓我們先來看看汽車應(yīng)用中SMP。SMP使車輛實(shí)現(xiàn)功能可變。這種新型材料增加了新的高科技特性，同時(shí)在更低的成本下提高了車輛性能。
SMP執(zhí)行器和傳感器可以取代小型電動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)。雖然這種致動(dòng)器的機(jī)械性能在隔離條件下通常不顯眼，但是使用簡單裝置響應(yīng)特定條件或信號(hào)產(chǎn)生特定機(jī)械動(dòng)作的能力可以顯著改善裝置的整體性能。
形狀記憶的材料代替電動(dòng)機(jī)可以：
·減少車輛質(zhì)量和部件尺寸/復(fù)雜性。
·提高可靠性/改善車輛性能。
·提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
SMP還提高了設(shè)計(jì)靈活性。設(shè)計(jì)人員可以使用這些材料來簡化產(chǎn)品，添加功能，提高性能或增加可靠性，而機(jī)械復(fù)雜性相對較小。新材料具有“編程”功能，以促進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高效率，并提供新的先進(jìn)的功能。
在電動(dòng)機(jī)方面，SMP在使用中添加可移動(dòng)元件是不切實(shí)際的。它們還具有新功能和便利/舒適的特性。SMP及其合金是通用汽車公司（GMC）開發(fā)的智能材料之一。
為了徹底改變他們的汽車設(shè)計(jì)，GMC將新的形狀記憶聚合物和合金稱為汽車先進(jìn)材料中有前途的“游戲改變者”。這些新材料有可能改變GMC汽車和卡車的外觀和感覺，甚至最終使汽車子系統(tǒng)在損壞時(shí)可以自我修復(fù)，或者可以用來改變顏色。
GMC對智能材料的使用建立在其先前的材料進(jìn)步基礎(chǔ)上，包括以更低成本提供優(yōu)異機(jī)械性能的聚合物納米復(fù)合材料。該公司目前正在測試和驗(yàn)證原型車上的智能材料。GMC擁有大約250項(xiàng)美國專利和正在申請專利的汽車“智能”材料。
GMC瞄準(zhǔn)2017年車型年，在其車輛中引入智能材料應(yīng)用。該公司正與HRL Laboratories LLC合作，這是一家由GMC /波音公司擁有的企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室;密歇根大學(xué);以及俄亥俄州立大學(xué)的智能車輛概念中心，為新的智能材料開發(fā)潛在的車輛應(yīng)用。
一種可能的應(yīng)用是在空氣壩和百葉窗中調(diào)節(jié)以控制氣流，改善空氣動(dòng)力學(xué)和性能。雪佛蘭Volt上的空氣百葉窗概念控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙的氣流就是一個(gè)很好的例子。使用形狀記憶材料，空氣百葉窗調(diào)節(jié)控制氣流，在冷啟動(dòng)期間保持關(guān)閉以加速預(yù)熱，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)加熱時(shí)打開更寬的空氣以釋放空氣。
智能車輛概念中心-俄亥俄州立大學(xué)雪佛蘭Volt SMP空氣百葉窗概念部分
使用引擎蓋下溫度操作百葉窗的熱激活智能材料是通風(fēng)口打開的基礎(chǔ)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的溫度達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，形狀記憶材料遇熱收縮，導(dǎo)致百葉窗葉片旋轉(zhuǎn)到打開位置。
正在測試的形狀記憶材料“第一代”應(yīng)用包括：
·自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)口，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)加熱時(shí)釋放更多空氣。
·空氣動(dòng)力學(xué)前空氣壩在不需要時(shí)縮回。
·按需后擾流板。
·內(nèi)部抓握手柄可自動(dòng)展開以方便車輛進(jìn)入。
·更容易接近的發(fā)動(dòng)機(jī)罩，門閂，手套箱釋放。
·智能緊急制動(dòng)釋放。
·雨水自動(dòng)刮水器。
·SMP和合金加強(qiáng)板。
·自愈面板/保險(xiǎn)杠。
接下來，轉(zhuǎn)向醫(yī)療智能材料，研發(fā)中出現(xiàn)了新興的聚吡咯（PPy）生物醫(yī)學(xué)微型執(zhí)行器。Creganna-Tactx Medical正在開發(fā)基于專有PPy電活性聚合物（EAP）技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)產(chǎn)品，以構(gòu)建電活性機(jī)械微模設(shè)備。
目前的重點(diǎn)是微機(jī)器人，藥物輸送和心血管領(lǐng)域的醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用，例如使用電活性血管連接器手術(shù)重新連接血管這種新方法。
特殊連接器可以顯著簡化手部，心臟，腦部和移植手術(shù)期間分開的小血管兩端的重新連接。該連接器專為1-3mm（毫米）血管而開發(fā)，是一種可植入管，具有可收縮和可擴(kuò)展的特性，可通過施加小電壓（約1伏）實(shí)現(xiàn)。
將多層管收縮（在不到一分鐘內(nèi)）并插入容器端部以進(jìn)行連接。當(dāng)連接器已正確放置時(shí)，通過將施加的電位歸一化以與容器壁形成緊密連接而使連接器膨脹。相當(dāng)于薄箔的連接管的多層可以滾動(dòng)和展開以引起管的膨脹和收縮。
EAP可轉(zhuǎn)向?qū)Ыz
正在開發(fā)的電可微型可植入導(dǎo)管利用EAP進(jìn)行轉(zhuǎn)向。在容器系統(tǒng)中展示的原型可以主動(dòng)轉(zhuǎn)為用EAP涂層改性的普通導(dǎo)絲。對導(dǎo)絲施加小電位允許控制尖端的位置，從一個(gè)極端位置移動(dòng)到另一個(gè)極端位置的時(shí)間是幾秒鐘。
最后，在智能沖擊吸收運(yùn)動(dòng)服中，D3O Labs一直與Spyder，Quicksilver head gear，日本摩托車賽車品牌HYOD，Armadillo Scooter Wear等領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)服裝設(shè)計(jì)師品牌合作，共同打造智能服裝。這些產(chǎn)品將采用D3O智能材料，在磨損過程中提供正常的靈活性，同時(shí)在直接接觸區(qū)域根據(jù)需要吸收沖擊力。
該材料可在40攝氏度下清洗，在不降低性能或?qū)Υ┲呤孢m性產(chǎn)生負(fù)面影響的情況下可承受-20℃的低溫。它可以使用薄膜粘合劑熱粘合到織物上，或者在部件模塑過程中粘合到織物上。
在最近的冬季奧運(yùn)會(huì)期間，Spyder在美國和加拿大高山滑雪隊(duì)穿著的基層上衣和障礙滑雪服中，率先使用了這種材料。Capulet芭蕾舞鞋制造商使用D3O智能材料顯著提升了芭蕾舞女演員的舒適度，該材料基本上遍布整個(gè)鞋子，不同部分的厚度在1到4毫米之間變化。
Quicksilver將D3O智能材料納入其休閑滑雪市場并獲得了前所未有的成功。SIXSIXONE與D3O合作，采用智能泡沫技術(shù)，為解決21世紀(jì)山地自行車護(hù)膝的山地自行車騎行的艱難需求創(chuàng)造了一種新方法。
在行業(yè)中，Equetech在馬術(shù)服裝中使用D3O智能材料生產(chǎn)“智能競賽”襯衫和馬褲。新款比賽襯衫包含7毫米D3O組件，在騎手夾克下方隱藏，并放置在肩部，以保護(hù)騎手的肩膀免受地面和其他物體的撞擊。同樣，“智能馬褲”在下背部和尾骨區(qū)域包含D3O組件，以減少這些區(qū)域受傷的可能性。
通過與D3O實(shí)驗(yàn)室合作，Cat Footwear推出首款采用D3O技術(shù)的靈活外部跖骨防護(hù)工作靴。ERGO FlexGuard具有解剖學(xué)模制的D3O跖骨護(hù)罩，可在佩戴者四處移動(dòng)時(shí)彎曲和彎曲。當(dāng)腳受到摔傷危險(xiǎn)時(shí)，跖骨護(hù)罩可保護(hù)腳背和跖骨區(qū)域。受到?jīng)_擊時(shí)，D3O采用皮革包裹，可吸收沖擊并抵抗沖擊，保護(hù)穿著者免受傷害。
除消費(fèi)品外，D3O實(shí)驗(yàn)室還被授予英國國防部長資助合同，以開發(fā)其減震材料在軍用頭盔襯墊中的應(yīng)用。（文章來源于網(wǎng)絡(luò)）
D3O沖擊吸收智能材料應(yīng)用（左起）- 芭蕾舞鞋，頭飾，護(hù)膝，滑雪墊，運(yùn)動(dòng)服
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