页数：91页文件大小：2.07 MB来源： 功能材料及其应用ppt课件
本课件先界定机敏材料与智能材料的概念与区别，随后展开形状记忆效应及其合金、电流变流体的屈服应力与减振应用、机敏窗口的调光调热原理，最后介绍智能材料与结构的研究及应用。
智能材料（intelligentmaterials，简称IM）是指对环境可感知、响应和处理后，能适应环境的材料。智能材料是一种融材料技术和信息技术于一体的新概念功能材料。
智能材料应同时具备传感（sensing）、处理（processing）和执行（actuation）三种基本功能。（l）传感功能首先是对所处环境条件及其变化的感知，环境条件包括力、光、电、声、磁、热等物理条件、化学条件和生物条件。
其次是把环境条件及其变化转化为某种讯号传导给处理器。
从理论上讲，智能材料可以从宏观到微观各种层次上来实现。在宏观层次上，单一的一种材料很难同时具备传感、处理和执行三种基本功能。
智能结构或系统在宏观层次上，往往要把几种材料、元件或结构组合在一起构成一个结构或系统才能同时具备传感、处理和执行三种基本功能。这种结构或系统称为智能结构或系统，由多种结构材料（结构）、功能材料（元件或结构）所构成。
在微观层次上，在分子、原子水平上，则有可能在一种材料中实现传感、处理和执行三种基本功能。这种材料才符合智能材料的定义。智能材料的基本功能随着研究的进展正在逐步丰富和发展。
智能材料的智能也从低级（如机敏材料）发展到比较高级（如仿生智能材料），最终可能发展到具有类似人类的部分智能。研究智能材料最早的国家是美国和日本。随后英、意、澳等也开展了智能材料的研究。
我国从1991年起就把智能材料列为国家自然科学基金和国家863计划的研究项目，并已取得了相当的进展。
宏观智能材料往往由结构材料和具有传感、处理或执行功能的功能材料构成。具有传感或执行功能的材料，除了前面各章介绍的各种功能材料以外，还有形状记忆材料、电流变流体、机敏窗口、剌激响应型高聚物和高分子人工肌肉材料，等等。
这些材料一般只兼有传感和执行双重功能，可称为机敏材料，或低级智能材料。因为它们还不同时具备传感、处理和执行三种功能，或者说它们的智能程度还达不到要求。还不能称为严格意义上的智能材料。
一、形状记忆材料的概念形状记忆材料（shapememorymaterials，简称SMM）是指具有一定初始形状的材料经形变并固定成另一种形状后，通过热、光、电等物理剌激或化学剌激的处理又可恢复成初始形状的材料。
自从1938年在Cu-Zn和Cu-Sn合金中发现形状记忆现象至今，许多形状记忆合金相继发现，已有10多个系列的50多个品种，广泛应用于航空、航天、汽车、能源、电子、家电、机械、医疗和建筑等行业。
除了合金外，也发现在非金属材料如高聚物和陶瓷中有形状记忆现象。
二、形状记忆合金（一）形状记忆合金的基本原理1、马氏体相变马氏体相变首先在钢中发现，以后在钛、锂、钠等金属，多元合金、氧化物和铬酸盐的晶体中也发现了。马氏体相变分为非热弹性马氏体相变和热弹性马氏体相变两类。
非热弹性马氏体相变的增长是靠新马氏体的生成，生长速度很快。热弹性马氏体相变的增长是靠旧马氏体的长大，温度下降，马氏体增大，反之，马氏体缩小，长大速度较慢。
二、形状记忆合金（一）形状记忆合金的基本原理3、形状记忆合金的分类形状记忆合金的形状记忆效应可按形状恢复情况分为三类。
第一类为单程记忆效应（不可逆记忆效应），母相L冷却为马氏体后，受力变形为L+ε，加热后恢复母相L相形状，冷却和再冷却后保持形状L不变。
二、形状记忆合金（一）形状记忆合金的基本原理3、形状记忆合金的分类第二类为双程记忆效应，母相形状L冷却为马氏体后，受力变形为L+ε，加热后恢复母相形状L，冷却后又变成形状L+ε，反复加热和冷却，可以可逆地发生从L变为L+ε或相反的变化。
故又称为可逆形状记忆效应。第三类为全程记忆效应，某些合金在出现双程记忆效应的同时，再进一步冷却，形状L+ε可变为与母相L形状完全相反的形状L0。
二、形状记忆合金（一）形状记忆合金的基本原理4、拟弹性形状记忆合金除了形状记忆效应外，还具有拟弹性（pseudoelasticity简写为PE），所谓拟弹性就是当形状记忆合金受到外力时发生变形，去除外力后就恢复原状。
和普通金属材料的弹性变形不同，普通弹性应变一般小于0.5%，而拟弹性应变可达5%～20%。这是因为形状记忆合金在发生拟弹性形变时，诱发了马氏体相变，去除外力后，又发生马氏体逆相变。从本质上看，形状记忆效应和拟弹性是一致的。
二、形状记忆合金（一）形状记忆合金的基本原理5、逆形状记忆效应部分形状记忆合金如Cu-Zn-Al、Ag-cd和Ag-Zn等具有逆形状记忆效应。
在保持变形状态温度TMs点左右加外力变形后，加热到马氏体逆相变终了TAf以上温度时，不能完全恢复母相的初始形状，而再加热到200℃以上时，却能恢复到变形后的形状。
二、形状记忆合金（二）形状记忆合金的种类和发展形状记忆合金的种类很多，目前已有十多个系列，每个系列的成分配比可以在较宽的范围内变化，形成更多的具体品种。
形状记忆合金的发展方向主要为：（1）高温形状记忆合金例如：在核反应堆工程中，记忆合金热动元件的动作温度高达600℃，研制高温形状记忆合金就成为一个主要发展方向。
二、形状记忆合金（二）形状记忆合金的种类和发展（5）形状记忆合金薄膜形状记忆合金薄膜，表面积大、散热能力高和电阻率高，增加了灵敏度和响应速度，作为敏感兼驱动元件，显示出潜力。
除以上所述外，正在研究的还有低温拟弹性形状记忆合金、高屈服限形状记忆合金和低应力滞后形状记忆合金等。
二、形状记忆合金（二）形状记忆合金的种类和发展也有人对形状记忆合金具有形状记忆效应的必备条件进行了研究，认为热弹性马氏体相变并不是合金具有形状记忆效应的必备条件，例如FeMnSi和FeNiC系都通过非热弹性马氏体相变而显示形状记忆效应。
只要能形成单变体马氏体，排除其他阻力，通过马氏体相变和逆相变，材料就会显现形状记忆效应，按照这个原则，将会开发出更多系列的形状记忆合金。
一、电流变流体的概念在电场作用下，材料的流变性质发生变化，称之为电场致流变效应，简称电流变效应（electro-rheologicaleffects，缩写ERE）。
广义上说，凡具有电流变效应的流体均可称为电流变流体（electro-rheologicalfluid，缩写为ERF或ER）。
通常所说的电流变流体，是指一种含两相或两相以上的悬浮体，在外加电场作用下，能在极短时间内（毫秒级），其流变性能发生显著的变化，如表观粘度和弹性模量剧增几个数量级，由液体向固体转变，所形成的固体呈宾汉（Bingham）塑性。
这种转变是可逆的，电场除去后，固体很快变回成液体。
一、电流变流体的概念早在1896年Duff就发现甘油、蓖麻油和重石蜡等在电场作用下粘度发生变化的现象。
但是，直到1987年后，Block和Filisko等相继研制出不用水作活化剂的电流变流体，使高温性能大大改善，电流变流体在吸震器、阅门、机器人致动器和计算机控制等方面逐步得到实际应用，引起了较普遍的关注。
三、电流变流体的组成1、分散相（1）无机材料石灰石、石膏和二氧化硅，这些材料作分散相时必须用水作活化剂。缺点：工作温度低，漏电流密度大，能耗高，比重大，硬度大，易沉降和磨损设备。
后来改用二氧化铁加表面活性剂而不加水，但漏电流密度也较大，这是因为二氧化铁具有半导体性质。又采用含有结晶水的无机材料，可以不加水，使用温度可达120～130℃。
三、电流变流体的组成1、分散相（4）分散相的粒度分散相的粒度一般为0.1～100.0μm，也有人提出0.01～1.00μm。粒度太小，会发生布朗运动；粒度太大，易发生沉聚而降低其电流变性能。
但也有人在研究纳米粒度的分散相，目前粒度的影响尚未有明确的量化结果，可能与分散相的其他性质有关。分散相的体积分数一般在0.05～0.50。
三、电流变流体的组成3、活化剂活化剂最常用的是水。其他的活化剂有甲醇、乙醇、胶类等极性溶剂或低分子物质。
活化剂的作用是使分散相粒子表面湿润和发粘，在电场作用下发生桥联作用，加强分散相粒子之间的相互作用，从而显著提高流变性能如表观粘度和转变为固体等。水作活化剂有许多缺点。活化剂发展方向应是研究高效非水型活化剂。
当然能不用活化剂的电流变流体则更好。
三、电流变流体的组成4、稳定剂分散相和连续相比重差较大，特别是采用金属或无机非金属材料作分散相时，分散相粒子容易沉降。因此，要加入稳定剂。稳定剂一般用表面活性剂。
选择的表面活性剂，不能降低电流变流体的主要性能，常用的为接枝或嵌段型两性共聚物。
四、电流变效应的机理（1）诱导纤维化机理诱导纤维化机理，进一步发展为介电极化模型也称为点偶极子模型。这一机理是基于电流变效应是电场导致固体颗粒极化的这一基本事实而提出的。
当外电场不存在时，由于电介质微粒的密度与溶液的密度十分接近，作用在粒子上的浮力与重力相当，在这种微重力环境下，热运动使粒子在空间随机分布形成均匀的悬浮液。
四、电流变效应的机理（1）诱导纤维化机理在外电场的作用下，电流变液中的固体颗粒内部的正负电荷彼此向相反的方向产生某种位移。形成电偶极子，即固体颗粒获得电偶极矩。在电场中电偶极矩之间会产生相互作用，从而使电流变液形成链柱状结构。
当粒子柱受到剪切外力作用时，粒子柱产生变形直至被拉开。但由于电荷的相互吸引，从而产生剪切阻力。
四、电流变效应的机理（2）双电层机理在畸变内层与粒子表面之间产生静电相互作用，当受到垂直于畸变方向的剪力时，表现出粘性阻力，从而增加了粘度。
由于在其它条件不变的情况下很难实现系统地改变双层条件，因此，这一理论无法确定影响电流变效应的主要因素。
四、电流变效应的机理自从Winslow发现电流变效应以来，关于它的机理的研究一直没有停止过。人们通过深入的理论探讨，大量的科学实验以及借助计算机仿真技术，重现了电流变效应的整个过程，使人们对此现象的认识逐步深化，提出了若干个物理和力学模型。
由于电流变现象的复杂性和多学科性，这些模型都有其局限性。不论何种机理，电流变流体的特性主要取决于在分散介质中分散相粒子之间相互作用的状况。对这种相互作用的本质作进一步的深人研究，有可能提出更符合实验结果的机理。
五、电流变流体的分类1、电流变流体的种类电流变流体基本上可分为含水型和无水型两类。第一类，含水型电流变流体。优点：电流变性能较好，成本便宜，无毒，无污染。缺点：工作温度低（-20～70℃），漏电流密度大，能耗高。第二类，无水型电流变流体。
优点：工作温度高（＞100℃）。缺点：电流变性能较差，漏电问题也未完全克服。
五、电流变流体的分类2、电流变流体的特征值关于电流变流体的特征值，目前尚无明确的界定。有人认为应包括电流变性能，导电性、导热性、粘性、稳定性和工作温度等方面。发展方向主要是研制无水型的电流变性能变化大的（对电场敏感）易固体化的电流变流体。
六、电流变流体的应用前景电流变流体的特点：对电场响应快（毫秒级），表观粘度变化大（105数量级）且重复可逆使用寿命长。它能代替传统的电机械元件，用作电子控制和机械执行机构的连接及动力传输元件，可实现高速、准确的传输和控制。
可以制成离合器、减震器、刹车装置液、压阅、振动隔离器和机器人执行机构，在智能材料中可作为调节执行器。目前虽然尚未进入工业实用阶段，但它在国防和民用等许多领域中有着广泛的应用前景。
六、电流变流体的应用前景1、电流变减振器电流变减振器是目前有较好实验结果的电流变装置（ER装置）。美国福特公司已有ER减振器出售，基本类型为滑动平板型和固定电极阀型。
在滑动平板型减振器中，来源于两滑动极间流体的ER效应的阻力产生剪切力，并由此引起压力增大。
六、电流变流体的应用前景1、电流变减振器在同心圆筒固定电极阀型减振器中，来源于ER效应的阻力阻止流体在同心圆筒中的流动，当活塞运动时，微机即可调节电极电压以改变流体的粘度，随后流体变稀薄而迅速复原。
美国已制造出半主动型电流变汽车悬挂系统，并已经在福特公司的汽车上进行了道路实验。
六、电流变流体的应用前景2、电流变离合器电流变离合器的原理：电流变流体ERF位于有相对运动的机械部件之间，通过控制电压，改变ERF的粘度，从面控制机械部件传递力或力矩的大小。用ER效应设计的汽车传动离合器机构。
汽车引擎与转子联接，车轮与圆筒联接，转子与圆筒之间充满电流变液。
六、电流变流体的应用前景2、电流变离合器当未加电压时，电流变液呈液态，汽车引擎驱动转子旋转而不传递任何可以觉察的力矩。当在圆筒与转子之间加上电压时，电流变液变稠（或固化），从而将转矩传给圆筒，随后驱动车轮。
四、电流变流体的应用前景2、电流变离合器这种新型的离合器与传统的离合器相比，其优点是：结构简单、机械磨损小、噪声低、响应快、无级可调、无传统的齿轮传动系统。
一、机敏窗口的概念电色窗口（electrochromicwindow，缩写ECW）：一种利用电致变色原理，由基体玻璃和电致变色系统构成的一种窗口。这种窗口在外电场作用下，引起颜色的可逆变化，可调节对光的吸收率、透过率和反射率三者的比例关系。
电色窗口是一种光－热可调性窗口。电色窗口具有调节执行功能，许多文献称之为机敏窗口（smartwindow，缩写SW）或译为灵巧窗口。
一、机敏窗口的概念按机敏材料的概念应该具有传感和调节执行两种功能，这种窗口还不够“机敏”，要成为真正的“机敏”，还应该加上传感元件。1969年，出现第一个在室温下工作的电色器件－－机敏窗口的最初雏形。
1977年以来，共轭高聚物作为导电高聚物得到迅速发展，1987年共轭高聚物用作机敏窗口的电色材料。共轭高聚物具有多重变色性和分子设计的可行性，在机敏窗口中的应用受到人们的重视。
三、机敏窗口的结构机敏窗口一般由两块基体玻璃、两个透明导电层、一个电致变色层（或称工作电极）和一个离子导体层（或称电解质层）和一个离子储存层（或称可逆电极层）构成。
导电层的作用是与基体玻璃构成导电玻璃，而电致变色层、离子导体层和离子储存层是结构的主体。电致变色层是决定电色性能的关键，离子储存层起平衡离子作用，相当于可逆电极。
三、机敏窗口的结构离子储存层逐渐倾向于被第二电致变色层所替代。第二电致变色层要求与电致变色层颜色互补，以加强电场作用下的颜色变化而达到扩大透光率、反射率和吸收率的可调范围。第二电致变色层仍然起到平衡离子的作用。
电致变色层和离子储存层应允许离子和电子通过，必须同时具有高的离子电导率和电子电导率。
机敏窗口在电场作用下，产生着色和消色的可逆变化，表现出窗口的透光率、反射率和吸收率的相互变化。在忽略光吸收的情况下，机敏窗口的调光和调热原理。在透明状态时，透光率T与波长λ的关系曲线为Ti，此时小于2μm波长的光基本都可透过。
外加电场时，开始着色，随着颜色的加深，曲线Ti连续经过1、2、3向短波方向移动直至Tf。
如移动到2，可反射掉大于约1.2μm的红外光。如移到了3，可反射掉全部红外光。移动到Tf时，可见光的透光率也不到10%，即大部分可见光也被反射掉。透光率随外加电压而变化，可实现调光功能。反射率也随外加电压而变化，可实现调热功能。
考虑光吸收时，机敏窗口光谱曲线更复杂，但基本原理一致。
五、电致变色层电致变色层由电致变色材料制成。电致变色材料必须同时具备良好的离子导电和电子导电两种特性。用作机敏窗口，还必须要求颜色变化从很浅到很深，理想的是从无色透明到基本不透明。这样，光和热的可调范围才能最大。
电致变色材料可分三类，早期是无机材料，以后逐步发展了高聚物材料和复合型材料。
五、电致变色层（一）无机电致变色材料用于机敏窗口的无机电致变色材料主要是过渡金属氧化物。按照变色机理的不同，又可分为阴极显色电致变色材料和阳极显色电致变色材料。无机电致变色材料的变色机理实质上是利用了其中金属离子的氧化还原的可逆反应。
无机电致变色材料研究最早也最多，显色比较明显，稳定性好，寿命长。缺点：一般不具有多色性，制备大面积膜比较困难。
五、电致变色层（二）高聚物电致变色材料高聚物电致变色材料主要是掺杂的共轭高聚物。共轭高聚物的能带结构可以用掺杂程度来控制。能带结构不同使电子从价带跃迁到不同的能级，使其光吸收峰的位置移动，从而呈现出不同的颜色。
利用外加电压的变化可使共轭高聚物的掺杂程度发生变化，从而导致其光吸收峰的迁移，也就导致其颜色发生变化，这就是共轭高聚物的电致变色机理。随着电压的变化，掺杂程度增加，共轭高聚物从绝缘态变为导电态，颜色也相应地变化。
五、电致变色层（二）高聚物电致变色材料
五、电致变色层（二）高聚物电致变色材料掺杂态可以有多种，共轭高聚物在电致变色时可呈现多色性。共轭高聚物作为电致变色材料时要求其在外加电压作用下具有良好的化学可逆性，颜色可逆性和颜色对比度，且循环寿命要长。
高聚物电致变色材料的优点：具有多色性，使用寿命长，易成膜。高聚物电致变色材料的缺点：色彩不够鲜艳。
五、电致变色层（三）复合型电致变色材料复合型电致变色材料分两大类。第一大类是由两种电致变色材料复合而成。一种情况是无机材料和共轭高聚物复合，另一种情况是将两种高聚物复合成膜。第二大类电致变色复合膜是把共轭高聚物与有机染料或颜料结合起来。
复合型电致变色材料的性能调节范围和颜色变化的多样性往往比单一的电致变色材料要好。复合型材料的共同缺点：工艺复杂化，均匀性差，易析出或分离等。
六、离子导体层离子导体层由离子导体构成，离子导体又称电解质，主要作用是为电致变色层提供补偿离子。电解质必须有高的离子导电性和低的电子导电性。用作机敏窗口，还要求工作时透明、能和电致变色层兼容、对电致变色层和离子储存层无腐蚀性。
原则上，电色过程注入的离子只是为了补偿注入的电子，满足电中性的要求，似乎对于离子品种选择有很宽的范围。实际上，只有H+、Li+、OH-和F-被采用，原因是大的离子很难在电致变色层中迁移。
七、离子储存层离子储存层除作为可逆电极用作电子的收集/发射体外，还要求能储存离子，当电致变色层需要注入离子时，它提供离子到电解质层。当从电致变色层抽出离子时，它将离子收集并储存起来，以保持电解质层的电中性。
因此，离子储存层应该具有电子导电性和离子导电性于一体。透射型机敏窗口要求离子储存层为电致变色层的颜色“互补”的电致变色材料，即成为第二电致变色层。
十、机敏窗口的种类、发展方向和应用前景现已研究的机敏窗口可分为两大类。第一类，以无机氧化物为基的机敏窗口。这类窗口的电致变色层和离子储存层都采用无机氧化物。第二类，以无机氧化物和共轭高聚物为基的机敏窗口。
这类窗口的电致变色层和离子储存层一个采用无机氧化物，另一个采用与之颜色互补的共轭高聚物，也可以两个或其中之一采用复合型电致变色材料。
十、机敏窗口的种类、发展方向和应用前景机敏窗口目前尚处于实验室研究阶段，但它的应用前景已经显示出来。机敏窗口可用作建筑物可调热门窗玻璃和气车等交通工具的防眩光的挡风玻璃，也可用作大面积显示器。
当适用波段向红外扩展时，机敏窗口有可能用于红外窗口上。总之，机敏窗口在建筑、交通、电子、特别在智能材料系统等领域有着广泛的应用前景。
智能材料的研究一开始就受到了国际上的普遍重视，发展相当迅速。智能材料的研究目前已从宏观层次进入微观层次，从基础研究进入应用基础研究，并开始了工程应用研究。
一、智能材料结构和系统在宏观层次上，单一的一种材料很难同时具备传感、处理和执行三种基本功能，要构成一个结构或系统才能实现上述三种基本功能。这种结构或系统就称为智能材料结构或系统，也可简称为智能结构或系统。
一、智能材料结构和系统1、智能材料结构或系统的组成（2）传感器用于智能结构的传感器的主要种类有：光纤型、形状记忆型、压电型、应变测量仪型、传声型、电容型和X-射线型等。传感器的种类很多。从发展看，可用于智能结构的传感器当然也不限于上述几种。
特别是近年来正在研究和发展的化学传感器、生物传感器、智能传感器和分子传感器等在智能结构中将会有很好的应用前景。
一、智能材料结构和系统1、智能材料结构或系统的组成（3）致动器致动器也叫执行元件，用于将控制系统的指令转换成可控制的执行动作作用于结构件。用于智能结构致动器的主要种类，目前有：电流变流体型、形状记忆型、压电型、磁致伸缩型和电致伸缩型等。
近来还研究了一些新材料如机敏窗口，剌激响应高聚物，高分子人工肌肉材料等也可用作致动器的材料。
一、智能材料结构和系统2、智能结构或系统的分类（1）金属基智能结构通常金属材料在使用过程中会产生疲劳裂痕和蠕变，从而导致结构件的损伤，甚至发展成破坏。一般金属材料产品都允许有不影响力学性能如强度和刚度等的微小缺陷和空穴。
例如：钢和铝合金中允许存在1μm大小的微小空穴，如果这些微小缺陷和空穴发展成较大的裂缝时，金属的力学性能就会明显下降，甚至发展成破坏。
一、智能材料结构和系统2、智能结构或系统的分类（1）金属基智能结构金属结构智能化，制成金属基智能结构，使其具有自检知、自报警，甚至自修复的能力。金属基智能结构尚处于实验研究阶段。
金属基智能结构用的传感器和致动器主要有声传感器、氧化锆、压电树脂膜和形状记忆合金等。例如：硼微粒埋人到铝合金的1μm大小的微空穴中，当裂纹产生和发展时硼粒子会发出声波，用声传感器可测知其裂纹的发展状况。
一、智能材料结构和系统2、智能结构或系统的分类（1）金属基智能结构氧化锆分散于钼内，裂纹产生时的断裂应力可促使氧化锆发生相变来抑制或修复裂纹；采用当材料发生变形时能产生电压的压电树脂膜来预示金属的疲劳寿命；采用形状记忆合金粒子和形状记忆合金丝作传感器和致动器的钢和铝基的智能结构。
总的看来，金属基智能结构的智能化程度还较低，大都属于机敏结构范畴。
一、智能材料结构和系统2、智能结构或系统的分类（2）无机非金属基智能结构无机非金属基智能结构的结构材料主要是陶瓷。陶瓷材料的主要缺点是脆性大，作结构材料使用时更需要对其裂纹的发展能自检测和预告，并能自修复。
陶瓷材料往往又具有传感或执行的功能（如气敏、温敏、湿敏和压电陶瓷等），而且某些陶瓷还可制造成具有初级信息处理功能的电子器件（如正温度系数电阻等）。
一、智能材料结构和系统2、智能结构或系统的分类（2）无机非金属基智能结构陶瓷基智能结构可以基本都用陶瓷材料构成，而不一定要采用其他材料的元件，这在制造上可避免许多技术困难（如界面问题、匹配问题、相容性问题、绝缘问题和封装问题等）。
所以，陶瓷基智能结构引起了普遍的关注。陶瓷基智能结构，目前研究较多的是使其具有对裂纹的自预报和自修复的智能。例如：氧化锆是一种能把机械能转化为化学能（应力致生相变）的陶瓷。
一、智能材料结构和系统2、智能结构或系统的分类（4）复合基智能结构树脂基复合材料的研究发展较快，先进的树脂基复合材料已广泛地应用于航空和航天领域。
金属基复合材料作为智能结构的结构材料的研究也有报导，美国海军航空电子技术中心把蓝宝石空心光纤在高温下嵌入铝基复合材料内，做成高温下微量位移传感器。智能结构或系统中的基体不一定是结构材料，也可以用功能材料。
这类智能结构或系统用于不需要承载的地方，例如生物和医药领域。
一、智能材料结构和系统3、智能结构或系统的设计与制造智能结构或系统的设计和制造是一项综合性技术的系统工程。
设计的任务是要选择好智能结构的各种元件和材料，并使之能够得到各种性能达到要求的最优化组合，同时还要考虑到它的制造方法、寿命、原材料来源和成本等。
智能结构或系统的制备方法目前大多还处于实验室阶段，不够成熟，且和基体材料的种类有关，一般可采用基体材料的加工方法。
一、智能材料结构和系统4、智能结构或系统的应用（3）防振降噪（4）结构件的自修复（5）气动力学的监控（6）智能皮肤智能结构或系统的应用研究的范围非常广泛，尽管应用研究大都处于实验室阶段，不少还只是设计或研究方案，但工程应用不会太遥远。
二、智能材料1、智能材料的探索（3）利用高分子技术开发智能材料的研究近年来发展也相当迅速。这类智能材料大都以具有执行和传感功能的高分子材料为基础或载体，再把具有特定功能的原子（分子）或官能团配置在高分子链的特定位置上而制成。
这类智能材料已逐步应用于医药和生物领域，主要有智能药物释放体系和智能生物材料。智能药物释放体系可感知患者病变部分发生的物理或化学变化，通过信息处理，自控制或自定向地释放药物。
二、智能材料2、智能材料的前景智能材料基体大部分都不是结构材料，还不能代替智能结构或系统，而是各有其自己的应用范围。目前，二者仍保持着平行发展的势头。
智能材料和结构是一种新型的高技术新材料，有人称结构材料为第一代材料，功能材料为第二代材料，智能材料为第三代材料。不管这种说法是否很确切，智能材料的出现至少标志着材料科学与工程发展到了一个新阶段。
二、智能材料2、智能材料和结构技术的前景智能材料和结构技术是一门综合性边缘科学技术，涉及材料、力学、物理、化学、光学、电子、信息、计算机、控制、生物技术、医学等多种学科的技术，也是一项综合以上学科技术的系统工程。
智能材料和结构技术应用前景非常广阔，有望在航空、航天、兵器、舰船、土木建筑、微电子、自动控制、机电一体化、机器人、水利工程、核反应堆、生物技术和医药等领域得到广泛的应用。智能材料将成为现代化材料的主要发展方向之一。
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