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近些年，能在傳感、處理和響應功能上模仿生命系統的智能材料引起了人們的廣泛關注，與機敏材料相比較，智能材料更近于生命體系。智能材料能按照環境條件的轉變，從而實現最佳適應效果。在建筑領域中，可以通過應用智能材料增強工程結構體系的安全、減輕構件質量，并降低了能量的消耗，提高系統的整體性能，圖1為智能材料與普通材料的對比。

圖1 智能材料與普通材料比較

一、智能材料概述

智能材料的設計構思來源于模仿生物體的特征，目的是創造出類似于生物體特性的材料結構，使其功能可以有機地運行。智能材料中受集成電路技術啟發而設計的三維組件模式的融合材料，可以在原子、分子層面上進行材料的特性控制。將信息科學與材料科學相結合，使其在不同層次、不同條件下能夠滿足進行自檢測、自判斷、自身做出結論、自身發出信號指令、自身執行規劃設計等要求的一種新型材料。

近些年，智能材料開始被大量推廣和使用，對于它的研究具有發散性，其涉及的學科廣泛，包括物理、化學、材料學、航空航天、計算機、工程等領域，并仍在不斷拓展。智能材料的劃分如圖2所示。

圖2 智能材料分類

一般經實踐驗證智能材料具有7種功能：

1.傳感功能

能感受到外界條件的信息，并能將信息按一定規律轉換成信號或其他形式的信息傳送出去，從而滿足各種信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，達到實現傳感的目標。

2.回饋功能

智能材料系統信息的輸出返回到輸入終端回饋，以某種方式改變輸入方式，從而產生影響系統功能的轉換。即將輸出信號通過適當的反饋裝置返回到輸入端并與輸入信息再次進行比較和選擇的過程。

3. 信息識別

系統的信息接收裝置，以一定的功能目的為出發點，利用已具備和配置好的相關知識和經驗，可以對傳輸信息的真偽和有用性進行有效甄別，同時與所要達到的目標相聯系，從而達到實現信息價值的目的。

信息的識別一般可以通過如下方式實現：系統配置對所要求目標的正確認識能力及自反應的深刻程度；系統配置對信息識別程序要采取實事求是的科學態度；智能系統對已具有的信息判斷、推理能力的大小。

4.積累功能

智能材料系統在運行時為了滿足將來各種不同環境的需求，材料本身會漸漸聚集一些有用的因素和信息,自身會逐漸完善，從而滿足不同條件下的各項要求。

5. 響應功能

智能系統收到外界刺激作用時會將這些信息傳輸出去，針對不同條件所產生的刺激反應不同，產生不同的應對措施。

6.自我診斷能力

材料通過信息反饋系統和驅動系統，對其自身出現的問題故障和錯誤進行診斷和判斷的能力。

7.智能材料系統自修復能力和自適應能力

材料系統通過自我診斷出的問題和破壞程度，通過類似于生物有機體所具有的自修復特性，采取相應的物質補償和能量補償的方式實現自我完善和修復，從而實現對不同狀況下的條件適應。例如，自我修復砼就是采用仿制自然界動物的骨骼，在被外界撞擊受到創傷后能夠自我再生，贏順塑膠，優價出售各種塑膠原料 電話：0769-81324366 手機：18818688291逐漸恢復其自身機能的原理。根據這個原理，人們利用修復膠粘劑和混凝土材料相復合的方法，實現了砼材料具備自我修復和再生的功能。

智能材料基于功能材料發展而成，該材料可以分為2種類型。一種是敏感材料，主要對強度和各類信息從物質傳輸產生的外部或內部的相應響應而變化，如對力產生感的材料、對氣體產生敏感的材料、對聲敏感的材料、對熱敏感的材料、對濕敏感的材料等。另一種是驅動材料，主要是對外部及周圍環境狀態的變化而做出反應的材料，其反應和生成是一個基于材料性能相應的動作，可以被用來制成各種驅動器。機敏材料與智能材料的對比如圖3所示。與機敏材料有所不同，智能材料一般應該具備自感知、自處理和驅動3個主要功能，因此可以發現智能材料具有傳統的功能材料、結構材料所不具備的性能優勢，它不僅使后二者之間的界限變得模糊，而且也添加了信息科學的內容，目的是達到結構的功能化、功能的智能化，從而實現真正意義上的材料變革。

圖3 智能材料與機敏材料

二、智能材料在建筑中的應用

目前，智能材料已經被廣泛應用于建筑領域,智能材料在結構變化、設計預檢和結構系統性能的預測上，有良好的應用前景。智能材料的應用不僅可以降低建筑結構的維護費，而且更重要的是避免結構破壞對建筑造成的安全隱患。功能型智能建材主要被利用到可持續、節能環保、綠色生態等智能化的建筑中，并發揮著重要的作用。建筑材料一般包括裝飾材料、特殊材料和專有材料，這些材料將會有效運行和維護建筑系統，隨著智能建筑行業的發展和建筑業的變革，智能材料將扮演著重要角色[1-4]。

1.智能材料在建筑結構中的應用

智能材料常應用在建筑結構工程中，把智能材料應用在建筑物中，能夠及時感知材料自身所受到的外力、震動、溫度、裂紋等的變化狀況，材料的受損程度也得到了判斷。智能材料可以利用自身的應變能力通過提前預報、自適應調整、自修復補救等主動應對，在對所處危險情況進行預警的基礎上消除危害，使結構的安全性和可靠性得到很大提升，減少和規避危險的發生。為此，智能材料應用到工程結構設計中是一個很大的進步。

英國科學家發明了2種自愈合纖維，將這2種纖維用到構件中，當它們受到外界破壞因素時，能夠分別對砼中產生的裂紋和其中配置的鋼筋受到的腐蝕情況進行自動檢測和響應，且能主動修補砼中所產生的裂紋并阻止鋼筋繼續受到腐蝕。用玻璃絲和聚丙烯混合制備成的內部可產生粘合劑的多孔狀中空纖維與砼結合使用，當砼處于過度繞曲情況時，贏順塑膠，優價出售各種塑膠原料 電話：076981324366 手機：18818688291纖維會被撕裂并釋放出會及時填充粘合砼裂縫的物質；防腐蝕纖維包裹在砼中的鋼筋周圍，當鋼筋周圍的酸度達到一定濃度時，這些纖維的涂層就會被大量溶解，從這些纖維中釋放出能夠阻止鋼筋被腐蝕的物質，達到防腐的效果；智能混凝土中加入基于原有混凝土構件的智能成分，使混凝土材料具有自修復、自調節、自診斷特征的復合功能材料[5]。智能材料砼材料方面的應用如表1所示。

表1 智能材料在建筑結構中應用一覽表

表2 智能材料在砼材料方面應用一覽表