Question

未来科学家是如何利用智能材料的三十字？

Answer 1

智能材料的构想来源于仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具，如模仿蜻蜓制造飞机等等），它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。

因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。

这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。 

扩展资料：

一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。

（1）基体材料

基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料。一般基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征。其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。

（2）敏感材料

敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化（包括压力、应力、温度、电磁场、PH值等）。常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。

（3）驱动材料

因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务。常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，显然起到了身兼二职的作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路。

（4）其它功能材料

包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。

Answer 2

在日本科学家们首次报道了他们利用人工智能来挽救患者的生命，人工智能能够成功实现并且完成医生技术团队无法完成的任务，其能够准确诊断出女性患者所患的罕见类型的白血病，更值得注意的是，人工智能仅需要花费10分钟时间就能够对来自2000万个临床肿瘤研究所提供的女性遗传信息进行对比分析，从而做出挽救生命的诊断工作。
那么这是否意味着机器人或许未来会取代医生呢？也并不完全是，但这会增加医学数据的容量，以及强大计算机和智能算法的规模，从而就能使得医生未来在人工智能的帮助下对疾病进行更为快速的诊疗。
数据驱动的医学研究往往会不断驱动基因组数据库、临床数据、成像数据以及分子数据的扩张，同时先进算法的使用也能够帮助研究者不断获取一些有价值的信息，这样科学家们就能够通过筛选数以十亿计的记录来寻找出最终的答案，从而在几分钟内做出人类可能需要花费数年时间才能够得出的结果。

人类基因组计划
数据驱动医学的发展始于人类基因组计划，而人类基因组计划旨在通过收集来自全世界各国人群的DNA来帮助绘制并且理解人类机体中所有基因的功能；而这一计划同时又催生了全世界多项分拆计划的诞生，致使很多研究团队开始对DNA测序进行探索，而又有别的团队开始对疾病发生的遗传背景进行深入剖析。
在人类基因组计划开始的13年里，其所产生的计算能力和数据量明显促进并且为数据驱动的医学发展奠定了坚实的基础，比如，如今桑格研究院就能够在一小时内产生大量的DNA测序数据，而这远比过去10年所得出的测序数据要多。这无疑就可以帮助科学家们同时进行5项或6项新的测序计划，目前桑格研究院已经将其所得的可用结果传到了国际联合研究团队中，据报道显示，该网站每周能达到2000万的点击量。

个体化医疗
在医学数据连续数据的另一端，我们有着丰富的个人健康数据，能够同步到手机上的设备可以帮助监测个体的心率、所走距离、燃烧的热量等等，这就好像我们有了自己的一个掌上医生，当我们需要时它就会为我们提供健康建议以及风险提醒，比如，这些设备就会在我们机体血糖异常高的情况下为我们做出预警，提示需要注射胰岛素的时间等。

Answer 3

智能材料还没有统一的定义。不过，现有的智能材料的多种定义仍然是大同小异。大体来说，智能材料就是指具有感知环境(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。具体来说，智能材料需具备以下内涵：
(1)具有感知功能，能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度，如电，光，热，应力，应变，化学，核辐射等；
(2)具有驱动功能，能够响应外界变化；
(3)能够按照设定的方式选择和控制响应；
(4)反应比较灵敏,及时和恰当；
(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。
智能材料又可以称为敏感材料，其英文翻译也有若干种，常用的有Intelligent material，Intelligent material and structure，Smart material，Smart material and structure，Adaptive material and structure等.。
分类
作为一种新型材料，一般认为，智能材料由传感器或敏感元件等与传统材料结合而成。这种材料可以自我发现故障，自我修复，并根据实际情况作出优化反应，发挥控制功能。 智能材料可分为两大类：
（1）嵌入式智能材料，又称智能材料结构或智能材料系统。在基体材料中，嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原始材料。传感元件采集和检测外界环境给予的信息，控制处理器指挥和激励驱动元件，执行相应的动作。
（2）有些材料微观结构本身就具有智能功能，能够随着环境和时间的变化改变自己的性能，如自滤玻璃、受辐射时性能自衰减的Inp半导体等。
这只是一种比较笼统的分类方法，由于智能材料还在不断的研究和开发之中，因此相继又出现了许多具有智能结构的新型的智能材料。如，英国宇航公司在导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10分钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。

Answer 4

这东西还是要看自己的，每个人理解都不一样

Answer 5

自愈合赋予了生物顽强的生命力，也引发了科学家们的兴趣：如何能让生活与生产中使用的材料“活”起来，像生物一样变得有“感觉”，有“反应”，能够应对外部环境的刺激，做出相应的自我调节？实现自我愈合与修复？



从新石器时代的第一片陶出现开始，人类一直没有停止过对新材料的探索，文明进步落实到具体的物质形态上，离不开材料的支撑。20世纪80年代，日本和美国科学家相继提出的智能材料概念，智能材料开始作为一个全新的分类进入科学家的视野，并逐渐发展成为一个重要的方向。

智能材料是指材料的性质能够随着外加激励的改变而改变。今天，科学家们把高科技的侍感器或敏感元件等与传统的材料结合在一起，使无生命的材料具有了“感觉”和“修复”能力。例如添加特殊愈合材料的混凝土，接触到水时自动生成石灰石，帮助墙体裂缝自动愈合，无需人工修复，建筑的寿命得以延长。应用在防护领域的智能材料，则能及时发现涂层厚度或空间内粒子浓度不达标等信息，根据变化产生新的反应进行修复，免除人工维护。

智能材料的惊人之处远不止于此，在不同领域的应用中，根据人们对材料的需求，还有更多强大的功能，比如自诊断、自预警、自学习、自适应、自愈合、自修复、预测、识别、传感、实时反馈、快速响应，等等。



传统材料的使用是一条递减的趋势线，在投入使用的初期，是材料的最佳状态，之后，由于外部刺激带来的损耗、材料自身的老化，以及由于环境发生变化，材料的功能无法满足新需求等原因，使得传统材料的效益一直递减，直至完全失效。



智能材料在投入使用后，会根据所处环境进行自我调节，达到一个完全适合环境的状态。之后再有新的变化，智能材料也会发挥自预警、自修复、自适应等性能，始终保持平稳的效益发挥，维持一个比传统材料更长的生命周期。



优异的性能让智能材料受到各个领域的欢迎，智能材料时代已经到来，正在改变我们的生活。中电保力与北京化工大学联合成立“智能材料联合研究中心”（以下简称中心），依托北京化工大学-材料科学与工程学院科研与教育平台，双方联合办公，资源共享，致力于智能材料工艺研发、工程化和产品应用开发。

中心已成功研发了低模量高强度树脂弹性体、近A级阻燃树脂泡沫、电子树脂胶、可固化热塑性树脂、3D打印树脂材料、单双组份聚脲密封材料、热致形状记忆树脂、遇水膨胀树脂等多个功能化高性能化产品，智能材料已在铁科院、水科院、中石化、中石油等大型企事业单位实现产业化应用。



从新石器时代的第一片陶，到20世纪80年代首次提出智能材料概念，人类物质文明的进步，就是在对新材料的不断探索中建立起来的。在历史的长河中，智能材料或许还处于刚刚起步的阶段，但它一定是材料未来发展的大势所趋。