daqianshijiebaoluowanxiangyouqianchawanbie，wanbianbuliqizongdeweiyoucailiao

，errenmendeyishizhuxingyongyucailiaomibukefen。renleiyoushiyilaijiumeiyoutingzhiguoduicailiaodegailiang
，tongguoshaixuan、嫁接甚至不惜采用轉基因技術來改善農副產品；而非食用材料的進步則經曆了天然材料、燒結材料、合成材料、複合材料等階段，將要迎來的是智能材料時代。

　　“基於提升產品性能水平的開發將是21世紀競爭的關鍵所在，而智能材料將在開發中扮演至關重要的角色。”這是2003年材料展望研討會會後報告得出的結論，該研討會是由英國政府資助的，召集專家來共同研討未來技術的發展。

　　彗星1號帶來的噩夢

　　民用噴氣式客機時代始自1952年5月


，英國德·哈維蘭公司研製的彗星1號噴氣式飛機正式投入到倫敦到約翰內斯堡的民航運營。由於使用了密封增壓艙
，飛機可以在萬米高空飛行，從而給旅客帶來高速
、平穩舒適的空中旅行體驗。

　　然而，在1954年1月和4月

，2架彗星1號hao在zai執zhi行xing航hang班ban任ren務wu的de途tu中zhong在zai海hai洋yang上shang空kong相xiang繼ji發fa生sheng了le空kong中zhong解jie體ti的de慘can劇ju
，在zai給gei生sheng命ming財cai產chan造zao成cheng重zhong大da損sun失shi的de同tong時shi
，也ye給gei剛gang剛gang起qi步bu的de噴pen氣qi式shi民min航hang運yun營ying蒙meng上shang了le一yi層ceng重zhong重zhong的de陰yin影ying。

　　在zai其qi後hou的de事shi故gu調tiao查zha中zhong發fa現xian，由you於yu頻pin繁fan起qi降jiang帶dai來lai的de增zeng壓ya和he減jian壓ya過guo程cheng
，導dao致zhi飛fei機ji機ji身shen金jin屬shu材cai料liao產chan生sheng裂lie紋wen並bing逐zhu漸jian擴kuo展zhan開kai來lai，最zui終zhong導dao致zhi飛fei機ji解jie體ti。盡jin管guan人ren們men很hen早zao就jiu發fa現xian了le金jin屬shu疲pi勞lao的de現xian象xiang——鐵絲經過反複彎曲後就會被折斷，但人們對金屬疲勞的深刻認識卻是始於彗星1號。

　　盡管通過采用新材料、改gai進jin結jie構gou設she計ji的de方fang式shi可ke以yi顯xian著zhu地di降jiang低di金jin屬shu的de疲pi勞lao
，比bi如ru說shuo人ren們men現xian在zai司si空kong見jian慣guan的de飛fei機ji圓yuan角jiao矩ju形xing舷xian窗chuang，就jiu是shi為wei了le避bi免mian應ying力li過guo於yu集ji中zhong在zai矩ju形xing四si角jiao從cong而er導dao致zhi金jin屬shu疲pi勞lao而er設she計ji的de。然ran而er
，金jin屬shu疲pi勞lao的de噩e夢meng依yi舊jiu揮hui之zhi不bu去qu。2002年5月25日，台灣華航波音747客機在飛往香港途中墜毀於澎湖外海，事故調查表明
，金屬疲勞再次成為此次空難的罪魁禍首。

　　金屬疲勞現象並非航空獨有。1998年6月3日11時許
，時速200公裏的列車在駛向漢堡的途中在艾雪德鎮附近發生嚴重的出軌事故，最終造成101人死亡、88人受傷
，成為德國曆史上最慘重的鐵路事故。調查認定
，事故是由第2節車廂一個車輪因金屬疲勞突然爆裂引起的。

　　類似的例子還能在橋梁
、船舶、汽(qi)車(che)甚(shen)至(zhi)自(zi)行(xing)車(che)上(shang)找(zhao)到(dao)。選(xuan)用(yong)耐(nai)金(jin)屬(shu)疲(pi)勞(lao)的(de)金(jin)屬(shu)或(huo)者(zhe)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)固(gu)然(ran)是(shi)行(xing)之(zhi)有(you)效(xiao)的(de)途(tu)徑(jing)，但(dan)是(shi)隻(zhi)要(yao)是(shi)金(jin)屬(shu)就(jiu)不(bu)可(ke)能(neng)避(bi)免(mian)疲(pi)勞(lao)，區(qu)別(bie)隻(zhi)是(shi)程(cheng)度(du)不(bu)同(tong)。因(yin)此(ci)，對(dui)金(jin)屬(shu)部(bu)件(jian)的(de)監(jian)測(ce)就(jiu)成(cheng)為(wei)防(fang)範(fan)金(jin)屬(shu)疲(pi)勞(lao)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)的(de)手(shou)段(duan)。

　　但dan是shi傳chuan統tong的de外wai置zhi式shi監jian測ce方fang式shi很hen難nan滿man足zu動dong態tai實shi時shi監jian測ce的de要yao求qiu，畢bi竟jing人ren們men不bu能neng在zai飛fei機ji機ji身shen內nei外wai布bu置zhi大da量liang的de傳chuan感gan器qi並bing放fang置zhi各ge種zhong各ge樣yang的de儀yi器qi與yu設she備bei，因yin為wei飛fei機ji的de氣qi動dong外wai形xing和he載zai荷he能neng力li都dou不bu容rong許xu這zhe樣yang做zuo。因yin此ci，人ren們men寄ji希xi望wang於yu智zhi能neng材cai料liao，希xi望wang其qi能neng有you效xiao預yu防fang金jin屬shu疲pi勞lao所suo帶dai來lai的de危wei害hai。

　　智能材料：物聯網的特殊應用

　　與物聯網各式各樣的定義相類似的是，智能材料迄今也沒有一個統一的定義。

　　按照互動百科“智能材料”詞條給出的定義
，智能材料是指具有感知環境（包括內環境和外環境）刺激，對之進行分析、處理、判斷
，並采取一定措施進行適度響應的、具有智能特征的材料。

　　這種刺激或者說激勵所代表的物理量通常為聲、光、電
、磁、熱
、機械力（包括壓力、張力等）、PH值、gaonengshexiandeng。dantedingdezhinengcailiaobingfeinenggouganzhisuoyouzhexiewuliliang，ershigenjutedingyongtu
，fuyuzhinengcailiaotedingdechuangannengli，quganzhisuoxutancedewuliliang。

　　同樣

，並非每種智能材料都必須完全具備智能材料的七個特點：感知、反饋、響應、識別、自診斷
、自適應、自修複等功能或能力。但感知和響應功能則是所有智能材料所必須的。如果缺少了對作用其上的物理量的感知

，那就談不上智能了。

　　suishuozhinengcailiaolibukaizhineng，danzhinengyeshifencengcide。birushuo
，yongyutaiyangjingdebianseboli，zaiyudaoriguangguangpuzhongdeziwaixianzhaoshehouyansebianshen，zairujiyihejin，shizaitedingdewenduhuanjingzhonghuifuyuanyoudexingzhuang，huozheshuojiyihejinganzhidaowendudejilihou
，anzhaoyushedefanganjinxingxiangying。yinweiqueshaolejisuan
，biansebolihejiyihejinde“智商”顯得比較低。

　　要實現智能材料更多的功能，計算是不可或缺的
，而計算的前提就是借助於傳感器將自然界中的非電量轉化為電量，而其大前提就是要將傳感器嵌入到材料中。

　　然而
，將傳感器嵌入到材料中談何容易。因為很難將電源嵌入到材料中，無源傳感器因此在很大程度上成為不二選擇；又因為受飛機蒙皮等緊湊型應用物理尺寸的局限，多功能傳感器倍受青睞。在上述一種或多種約束條件下，光纖、壓電陶瓷、薄膜、半導體等傳感器便成為為數不多的可供選擇的傳感器，而其中光纖傳感器因其無源、多物理量測量等特點而成為應用的熱門。

　　即便是光纖傳感器，在(zai)嵌(qian)入(ru)到(dao)應(ying)力(li)敏(min)感(gan)材(cai)料(liao)時(shi)，依(yi)然(ran)會(hui)有(you)很(hen)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)
，因(yin)為(wei)光(guang)纖(xian)的(de)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)與(yu)多(duo)數(shu)金(jin)屬(shu)的(de)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)相(xiang)差(cha)較(jiao)大(da)

，為(wei)了(le)避(bi)免(mian)因(yin)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)差(cha)異(yi)引(yin)入(ru)的(de)應(ying)力(li)
，必(bi)須(xu)在(zai)光(guang)纖(xian)和(he)金(jin)屬(shu)之(zhi)間(jian)增(zeng)加(jia)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)介(jie)乎(hu)兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)過(guo)渡(du)層(ceng)。

　　總zong之zhi，人ren們men可ke以yi把ba嵌qian有you傳chuan感gan器qi的de智zhi能neng材cai料liao視shi為wei物wu聯lian網wang的de特te殊shu應ying用yong，隻zhi不bu過guo在zai很hen大da程cheng度du上shang，這zhe種zhong應ying用yong需xu要yao獨du門men絕jue技ji
，並bing非fei一yi些xie自zi詡xu為wei物wu聯lian網wang企qi業ye的de企qi業ye敢gan應ying承cheng下xia來lai。

　　方興未艾的智能材料            

　　今年3月下旬，波音公司宣布，787客機已通過機翼加載試驗

，試驗載荷達到運營最大載荷的1.5倍
，機翼上翹高度達到7.6米
，從而首架飛機有望在今年年底交付全日本航空公司。在波音787延誤交付的兩年多時間裏，僅解決翼身結合處結構強度問題就占到了6個月。

　　這(zhe)種(zhong)靜(jing)力(li)實(shi)驗(yan)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)的(de)模(mo)擬(ni)負(fu)載(zai)和(he)複(fu)雜(za)的(de)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)，又(you)由(you)於(yu)其(qi)屬(shu)於(yu)破(po)壞(huai)性(xing)極(ji)限(xian)試(shi)驗(yan)，因(yin)此(ci)，隻(zhi)能(neng)用(yong)在(zai)地(di)麵(mian)樣(yang)機(ji)上(shang)。但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)在(zai)飛(fei)行(xing)中(zhong)不(bu)需(xu)要(yao)對(dui)飛(fei)機(ji)結(jie)構(gou)強(qiang)度(du)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce)。

　　事實恰恰相反。1973年6月3日
，蘇聯時速達2倍馬赫的圖-144超音速客機在巴黎航展上進行飛行表演時

，因緊急避讓突然出現在正前方、負責航拍的法國幻影飛機而導致失速，在平飛改出時機身嚴重過載而超出設計極限，造成左翼折斷
，飛機最終在空中解體。

　　伴隨著技術的進步，如今SHM已成為智能材料與結構領域中重要而特殊的應用。說其重要
，是因為諸如波音、空客等飛機

、舊金山金門橋等橋梁上的典型應用涉及的都是人命關天的事兒。說其特殊
，是因為在SMH中僅有傳感器被放置在被監測結構內部或者表麵
，而信息處理以及其後按照預定方案的響應都在被監測結構之外，因此，SHM更像是物聯網的應用。

　　肩負著引領英國成為全球創新領導者的英國技術戰略委員會，確定了6項關鍵的核心技術：高附加值製造，先進材料
，納米技術
，生物科學，電子學、光子學與電氣係統，信息和通信技術。其中大部分與智能材料或者物聯網相關。