智能材料:科技改变未来

**章　智能材料概述 001
**节　概念和特征 002
一、智能材料的概念 002
二、智能材料的特征 003
第二节　智能材料的起源和发展 004
第三节　智能材料的功能 006
一、感知功能 006
二、信息处理功能 006
三、反馈功能 006
四、响应功能 006
第四节　智能材料的分类 007
一、按化学成分 007
二、按性质或功能 007
三、按几何特征 008
四、按具体产品 008
第五节　智能材料的应用领域 008
一、航空航天 008
二、军事 009
三、医疗与健康 010
四、建筑 010
五、智能电视 011
六、智能手机 011
七、智能服装 011
第六节　智能材料的研究内容 012
一、化学成分设计 012
二、显微结构设计 013
三、加工工艺 013
四、系统集成 014
第七节　发展前景——智能时代的需要 014
一、对材料科学的作用 015
二、对其他学科的作用 015
三、在产业界的应用 016
四、深层次的启示 017
五、未来的研究方向 017

第二章　能屈能伸的“大丈夫”——形状记忆材料 019
**节　概述 020
一、概念 020
二、起源和发展史 020
三、应用 021
第二节　形状记忆效应 022
一、原理 022
二、影响因素 027
三、类型 028
四、性能 029
第三节　形状记忆合金 031
一、镉系 031
二、钛- 镍系 031
三、铜系 032
四、铁系 033
五、应用领域 033
第四节　形状记忆陶瓷 042
一、机理 042
二、种类 042
三、性能 043
四、应用 044
第五节　形状记忆高分子材料 044
一、机理 044
二、刺激方式 045
三、类型 045
四、特点 046
五、应用 047
第六节　发展趋势 048
一、形状记忆合金 049
二、形状记忆陶瓷 049
三、形状记忆高分子 049
四、与其他技术的融合 050

第三章　有“洁癖”的材料——自清洁材料 051
**节　概述 052
一、概念 052
二、起源 052
三、应用前景 053
第二节　自清洁材料的原理 056
一、“疏水”材料 056
二、“亲水”材料 057
三、润湿现象 057
四、自清洁材料的研制思路 058
第三节　疏水型自清洁材料 060
一、“不粘锅”的启示 060
二、疏水性自清洁材料 062
三、加工工艺 063
四、作用 064
五、现存的问题 065
第四节　亲水型自清洁材料 065
一、概念 065
二、纳米TiO2 自清洁材料 066
三、制备方法 068
四、现存的问题 072
五、细胞膜里的亲水性材料 073
第五节　具有微米- 纳米结构粗糙表面的自清洁材料 075
一、对荷叶表面结构的研究 075
二、对水黾的研究 077
三、对其他生物体的研究 079
第六节　发展趋势 082
一、研制“微米- 纳米”表面结构的自清洁材料 083
二、“低表面能+ 粗糙结构”的疏水材料 085
三、应用 086
四、现存的问题和发展方向 087

第四章　能自我疗伤的材料——自修复材料 090
**节　概述 092
一、概念 092
二、原理 093
三、类型 094
四、应用 095
第二节　高分子自修复材料 099
一、微胶囊自修复材料 100
二、中空纤维自修复材料 103
三、中空纤维网络自修复材料 104
四、可逆化学反应自修复材料 105
五、氢键自修复材料 107
六、形状记忆自修复材料 108
七、外激励型自修复材料 109
八、溶剂型自修复材料　 110
九、凝胶型自修复材料 110
十、低温自修复材料 112
第三节　自修复混凝土 113
一、空心纤维自修复混凝土 114
二、自修复混凝土涂层 114
三、多功能自修复混凝土 115
四、形状记忆合金自修复混凝土 116
五、细菌自修复混凝土 117
第四节　金属自修复材料 120
一、金属磨损自修复材料 120
二、氧化还原反应自修复涂层 122
三、“老茧”型自修复材料 125

第五章　身边的“辟火罩”——阻燃材料 127
**节　概述 129
一、概念 129
二、原理 130
三、种类 131
四、用途 132
第二节　有机阻燃剂 133
一、卤素阻燃剂 133
二、无卤阻燃剂 137
第三节　无机阻燃剂 141
一、氢氧化铝阻燃剂 141
二、氢氧化镁阻燃剂 143
三、无机磷系阻燃剂 144
四、水合硼酸锌 146
五、三氧化二锑 148
六、其他无机阻燃剂 149
第四节　新型阻燃材料 154
一、纳米阻燃剂 154
二、石墨烯阻燃剂 158
三、碳纳米管阻燃剂 160
四、富勒烯阻燃剂 162

第六章　“空调”服装——智能调温材料 164
**节　概述 165
一、概念 165
二、原理 166
三、种类 170
四、应用 171
五、性能 175
第二节　化学成分 176
一、石蜡 176
二、无机材料 177
三、固- 固相变材料 178
第三节　微胶囊调温材料 180
一、原理 180
二、起源 181
三、制造方法 181
四、微胶囊的制造 182
五、应用 185
第四节　其他调温材料 193
一、中空纤维调温材料 193
二、共混式调温材料 194
三、涂层型调温材料 194
四、多孔调温材料 195
第五节　新型调温材料 196
一、会“呼吸”的衣服 196
二、形状记忆调温材料 196
三、带“窗户”的衣服 197
四、用细菌制造的衣服 198
第六节　发展趋势 199
一、面临的问题 199
二、潜在的应用 201

第七章　智能调湿材料 203
**节　概述 204
一、概念 204
二、种类 205
三、应用 206
第二节　多孔型调湿材料 207
一、硅胶 207
二、硅藻土 208
三、沸石 210
四、其他矿物 211
第三节　生物质调湿材料 211
一、海绵 211
二、棉花 213
三、应用 216
四、吸湿原理 217
第四节　表面活性剂调湿材料 221
一、表面活性剂是什么 221
二、表面活性剂的种类 221
三、表面活性剂的结构 222
四、表面活性剂调湿材料 223
第五节　无机盐调湿材料 224
一、水玻璃 224
二、氯化钙 225
三、氧化钙 227
第六节　高吸水性树脂 228
第七节　分子筛 230
一、层状沸石 230
二、Co-OMS-2 分子筛 230
三、ZSM-5 沸石分子筛 231
四、MCM 系列分子筛 231
五、硅铝胶 232
第八节　水凝胶 233
第九节　天然保湿因子 234
第十节　发展趋势 236
一、进一步提高吸湿效能 237
二、改进放湿效能 237
三、湿度的控制 237
四、仿生技术的应用 237
五、新型调湿材料的开发 238
六、其他 238

第八章　变色材料和“隐身衣” 239
**节　概述 240
一、概念 240
二、原理 241
三、分类 242
四、应用 243
第二节　光致变色材料 246
一、概念 246
二、原理 246
三、特征 249
四、种类 250
第三节　隐身衣 260
一、飞机的“隐身衣”——吸波材料 260
二、“摄像机”式隐身衣 261
三、让光线“拐弯”的隐身衣 262
四、变色龙和隐身衣 264
第四节　电致变色材料 266
一、概念 266
二、发展历史 266
三、类型 267
四、应用 271
第五节　发展趋势 272

第九章　聪明的药片——控释材料 275
**节　概述 276
一、概念 276
二、功能 276
三、特点 277
四、类型 279
五、应用领域 280
第二节　控释材料的原理 280
一、物理控制 280
二、化学控制 281
三、复合法 283
四、溶剂控制 283
第三节　控释材料的结构设计 284
一、包膜型结构 285
二、微球型结构 287
三、骨架型结构 288
四、凝胶型结构 290
第四节　控释材料的载体 290
一、羟丙基纤维素 291
二、卡波姆（Carbopol） 291
三、聚乙烯吡咯烷酮 292
四、丝素蛋白 293
五、白蛋白 294
六、环糊精 295
七、其他薄膜材料 296
八、其他骨架材料 296
九、抑制剂 297
第五节　 “ 更” 聪明的药片 297
一、智能脉冲式控释材料 297
二、温度敏感型智能控释材料 300
三、酸度敏感型智能控释材料 303
四、光敏感型智能控释材料 304
五、电刺激型智能控释材料 305
六、磁场敏感型智能控释材料 306
七、化学成分敏感型智能控释材料 307
八、其他材料 309

第十章　永不充电的手机——释电材料 311
**节　会发电的鱼 312
第二节　 “ 永动” 手表 314
一、双狮表 314
二、光动能手表 315
第三节　压电材料 316
一、概念 316
二、压电效应 316
三、种类 319
四、应用 320
第四节　热电材料 327
一、概念 327
二、塞贝克效应 328
三、珀尔帖效应 332
第五节　热释电材料 334
一、概念 334
二、应用 335
第六节　光电材料 338
一、概念 338
二、外光电效应 338
三、光电导效应 340
四、光生伏特效应 344
第七节　发展趋势 345
一、电荷的释放量 345
二、释电的灵敏度 346
三、开发新型的材料体系 346

参考文献 347