復合材料多功能智能型的發展
日期:2018-06-07

  復合材料設計自由度大的特點,使其更適合于發展功能復合材料,特別在由功能一多功能一機敏一智能復合材料,即從低級形式到高級形式的過程中體現出來。這些發展主要表現在以下幾個方面。

  (1)功能復合材料。

  上面提到的功能性復合材料目前已有不少品種得到應用,但從發展的眼光看還遠遠不夠。功能復合材料涉及的范圍非常寬。在電功能方面有導電、超導、絕緣、吸波(電磁波)、半導電、屏蔽或透過電磁波、壓電與電致伸縮等;在磁功能方面有永磁、軟磁、磁屏蔽和磁致伸縮等;在光功能方面有透光、選擇濾光、光致變色、光致發光、抗激光、x射線屏蔽和透X射線等;在聲學功能方面有吸聲、聲納、抗聲納等;在熱功能方面有導熱、絕熱與防熱、耐燒蝕、阻燃、熱輻射等;在機械功能方面則有阻尼減振、自潤滑、耐磨、密封、防彈裝甲等;在化學功能方面有選擇吸附和分離、抗腐蝕等,其他不再列舉。在上述各種功能中,復合材料均能作為主要材料或輔助材料在物流包裝中發揮作用。

  (2)多功能復合材料。

  復合材料具有多組分的特點,因此必然會發展成多功能的復合材料。首先是形成兼具功能與結構的復合材料,這一點已經在實際應用中得到證實。例如,美國的軍用飛機具有自我保存的隱身功能,即在飛機的蒙皮上應用了吸收電磁波的功能復合材料來躲避雷達跟蹤,而這種復合材料就是高性能的結構復合材料。目前正在研制兼有吸收電磁波、紅外線并且可以作為結構的多功能復合材料。可以說,向多功能方向發展是發揮復合材料優勢的必然趨勢。也為制造特殊用途包裝開辟了廣闊前景。

  (3)機敏復合材料。

  人類一直期望著材料具有能感知外界作用而且做出適當反應的能力。目前已經開始將傳感功能材料和具有執行功能的材料通過某種基體復合在一起,并且連接外部信息處理系統,把傳感器給出的信息傳達給執行材料,使之產生相應的動作,這樣就構成了機敏復合材料及其系統。它能夠感知外部環境的變化,做出主動的響應,其作用可表現在自診斷、自適應和自修復的能力上。僅從包裝方面預計,機敏復合材料將會在內包裝商品的質量變化,儲運中的損毀、污染情況等多方面發揮巨大的作用。

  (4)智能復合材料。

  智能復合材料是功能類材料的最高形式。實際上它是在機敏復合材料基礎上向自決策能力上的發展,依靠在外部信息處理系統中增加的人工智能系統對信息進行分析,給出決策,指揮執行材料等做出優化選擇。這樣就對材料的傳感部分和執行部分的靈敏度、精確度和響應速度提出了更高的要求,也為包裝的未來展現出美好的藍圖。

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