科普 | 智能复合材料

智能复合材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后出现的新材料，其构想来源于仿生学，目标在于研制具有类似于生物各种功能的“活”材料，具有感知功能、驱动功能、反馈功能、控制功能和自修复等功能，可实现结构功能化、功能多样化。当前，研究应用较为广泛的智能复合材料主要有形状记忆聚合物复合材料(Shape Memory Polymer Composites, SMPCs)、电活性聚合物(Electroactive Polymers)及其复合材料、自修复材料(Self-Healing Materials)等，每一种智能材料都各具其特点，有着广阔的应用前景和发展潜力。智能复合材料的独特性能将引领智能制造发展的新方向，为未来构造智能社会提供基础和保障。

智能材料和结构像人体感知、判断和执行

智能形状记忆聚合物复合材料具有主动变形、变刚度、耐空间环境等特点，可以应用于空间柔性展开太阳能电池阵等空间展开结构。在卫星发射前将柔性太阳能电池阵在形状记忆聚合物材料玻璃化转变温度以上橡胶状态卷曲，降温后形状固定，减小发射体积；在卫星达到指定轨道后，主动给电池阵加热，形状记忆聚合物复合材料会主动地回复到原始平直状态，稳定展开柔性太阳能电池阵，降温后形状记忆聚合物复合物材料刚度大幅度提高，大大提高柔性太阳能电池阵的机械性能。采用智能形状记忆聚合物复合材料，空间展开结构将变得更智能、更轻质、更大尺寸和更加可靠。

基于智能复合材料的柔性展开太阳能电池阵概念图