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復合材料多功能智能型的發展

復合材料設計的大自由度使其更適合于功能復合材料的發展,特別是在功能多功能智能復合材料的發展過程中,即從低級形態到高級形態。這些發展主要體現在以下幾個方面。


(1) 功能復合材料。


目前,上述各種功能復合材料已經得到了廣泛的應用,但從發展的角度來看,還遠遠不夠。功能復合材料的范圍非常廣泛。就電氣功能而言,它們是導電、超導、絕緣、吸收(電磁波)、半導體、屏蔽或傳輸電磁波、壓電和電致伸縮等;就磁功能而言,有永磁體、軟磁體、磁屏蔽和磁致伸縮;在光學功能方面,有透光、選擇性濾波、光致變色、光致發光、抗激光、X射線屏蔽和X射線透射;就聲學功能而言,有吸聲、聲納、反聲納等;在熱功能方面,有導熱、隔熱、防燒蝕、阻燃、熱輻射等;機械功能有阻尼、自潤滑、耐磨、密封、防彈裝甲等;在化學功能方面,有選擇性吸附分離、耐腐蝕等,其他不在此列。在上述功能中,復合材料可以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,必將發展成為多功能復合材料。一是形成功能與結構兼備的復合材料,這已在實際應用中得到證實。例如,美國軍用飛機具有自我保護的隱身功能,即將吸收電磁波的功能性復合材料應用于飛機蒙皮以避免雷達跟蹤,這種復合材料是一種高性能結構復合材料。目前,可吸收電磁波和紅外線的多功能復合材料正在開發中,并可作為結構物使用。可以說,向多功能方向發展是充分發揮復合材料優勢的必然趨勢。它也為特殊用途包裝的制造開辟了廣闊的前景。


(3) 智能復合材料。


人類一直期望材料具有感知外部效應并做出適當反應的能力。目前已開始通過一定的矩陣將傳感功能材料與執行功能材料復合,并連接外部信息處理系統,將傳感器給出的信息傳遞給執行材料,使其產生相應的動作,它構成了智能復合材料及其系統。它能感知外部環境的變化并做出積極的反應。它的作用體現在自我診斷、自我適應和自我修復的能力上。僅從包裝方面來看,預計智能復合材料將在許多方面發揮巨大作用,例如內包裝貨物的質量變化、儲存和運輸中的損壞和污染。


(4) 智能復合材料。


智能復合材料是功能材料的最高形式。事實上,這是基于智能復合材料的自我決策能力的發展。它依靠外部信息處理系統中添加的人工智能系統來分析信息、提供決策、指揮和執行材料,并做出最佳選擇。這對材料的傳感部分和執行部分的靈敏度、精度和響應速度提出了更高的要求,也為包裝的未來描繪了美好的藍圖。


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