新型高分子材料有什么特殊功能

2025-02-19 17:24:11

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回答1：

恩，这个问题太广了点吧~
离子交换树脂，膜分离（L-B膜、液体膜，单分子层膜），感光性树脂。光致变色、光致导电高分子高分子，导电高分子，压电，热电材料啦，还有高分子的液晶（树状高分子液晶）~~
应用么，智能变色体统啦、军事隐身材料啦，大脑探针……
恩，取了点老师的课件，希望对你有所帮助~

功能材料(Functional materials)的概念是美国Morton 于1965年首先提出来的。功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和生物功能，在物件中起着“功能”的作用。从广义来看，结构材料实际上是一种具有力学功能的材料，因此也是一种功能材料。但由于对应于力学功能的机械运动是一种宏观物体的运动，与对应于其他功能的微观物体的运动有着显著的区别。故习惯上不把结构材料包括在功能材料范畴之内。这样，一般就把材料分成结构材料和功能材料两大类。

(1)功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动，这是最本质的特征。
(2)功能材料的聚集态和形态非常多样化，除了晶态外，还有气态、液态、液晶态、非晶态、准晶态、混合态和等离子态等。除了三维体相材料外，还有二维、一维和零维材料。除了平衡态外，还有非平衡态。

(3)结构材料常以材料形式为最终产品，而功能材料有相当一部分是以元件形式为最终产品，即材料元件一体化。
(4)功能材料是利用现代科学技术，多学科交叉的知识密集型产物。
(5)功能材料的制备技术不同于结构材料用的传统技术，而是采用许多先进的新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、密积化、智能化以及精细控制和检测技术。

1.2 功能材料的现状和展望
(1)单功能材料如导电材料、介电材料、铁电材料、磁性材料、磁信息材料、发热材料、储热材料、隔热材料、隔声材料、发声材料、光学材料、发光材料、激光材料、非线性光学材料、示色材料、红外材料、光信息材料等。

(2)功能转换材料如压电材料、光电材料、热电材料、磁光材料、声光材料、声能转换材料、电光材料、电流变材料、电色材料、磁敏材料、磁致伸缩材料等。
(3)多功能材料如防振降噪材料、三防(防热、防激光和防核)材料、耐热密封材料、电磁材料等。
(4)复合和综合功能材料如形状记忆材料、隐身材料、电磁屏蔽材料、传感材料、智能材料、环境材料、显示材料、分离功能材料等。

(5)新形态和新概念功能材料，如液晶材料、非晶态材料、梯度材料、纳米材料、非平衡态材料等。

(1)开发高技术所需的新型功能材料,特别是尖端领域(航空航天、分子电子学、高速信息、新能源、海洋技术和生命科学等)所需和在极端条件(超高压、超高温、超低温、高烧蚀、高热冲击、强腐蚀、高真空、强激光、高辐射、原子氧、核爆炸等)下工作的高性能功能材料。
(2)功能材料的功能从单功能向多功能和复合功能发展，从低级功能(如单一的物理功能)向高级功能(如人工智能、生物功能和生命功能等)发展。

(3)功能材料和器件的一体化、高集成化、超微型化、高密积化和超分子化。

(4)功能材料和结构材料兼容，即功能材料结构化，结构材料功能化。
(5)进一步研究和发展功能材料的新概念、新设计和新工艺，已提出的新概念有梯度化、低维化、智能化、非平衡态、分子组装、杂化、超分子化和生物分子化等; 已提出的新设计有化学模式识别设计、分子设计、非平衡态设计、量子化学和统计力学计算法等; 已提出的新工艺有激光加工、离子注入、等离子技术、分子束外延、固相外延、生物技术及在特定条件下(如高温、高压、高真空、微重力、强辐射、急冷和超净等)的工艺技术。

(6)完善和发展功能材料检测和评价的方法。
(7)加强功能材料的应用研究，扩展功能材料的应用领域，特别是尖端领域和民用高技术领域。并把成熟的研究成果迅速推广，以形成生产力。
1.3 功能材料学科的内容和相关学科
(1)功能材料学是研究功能材料的成分、结构、性能、应用及其间的关系，在此基础上，研究功能材料的设计和发展途径。
(2)功能材料工程学是研究功能材料的合成、制备、提纯、改性、储存和使用的技术和工艺。
(3)功能材料的表征和测试技术是研究一般通用的理化测试技术在功能材料上的应用和各类功能材料特征功能的测试技术和表征。
特点
1.4 功能高分子材料概述
性能(Performance)：是指材料对外部刺激(如外力、热、光等物理刺激或化学药品的化学刺激)产生的抵抗(resistance)。如：材料的强度、耐热性、弹性、塑性、透明度、耐腐蚀性。
性能和功能
功能(Function)：是指对某物质输入一信号时，物质因发生质和量的变化而产生的输出作用。功能是指物质(材料)对输入信号的响应(response)。
如：材料在受到外部光的输入时，材料可以输出电，称为材料的光电功能；材料在受到多种介质作用时，能有选择地分离出其中某些介质，称为材料的选择分离功能。此外，如热电效应、压电效应、药物缓释放性等，都属于功能的范畴。
结构高分子材料和功能高分子材料
结构高分子材料最基本的特性是具有高的比刚度和比强度，可替代金属作结构材料。利用了力学性能。如：工程塑料和聚合物基复合材料。
功能高分子材料：指除了具有一定的力学性能外，还具有特定功能的材料叫功能高分子材料。如：离子交换树脂
功能高分子材料和功能高分子
A：结构型功能高分子材料（如苯乙烯系阳离子resin的结构）
*功能高分子是指这类材料中的高分子
B：复合型功能高分子材料（高分子基体+特定功能其他材料复合，如导电橡胶）

（2）功能高分子材料的分类
①力学功能材料
强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料
弹性功能材料，如热塑性弹性体
②化学功能材料
分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂
反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂
生物功能材料，如固定化酶、生物反应器
功能高分子材料的分类
③物理化学功能材料
耐高温高分子，高分子液晶
电学功能材料，如导电性高分子、超导性高分子
光学功能材料，如感光性高分子、光敏性高分子
能量转换功能材料，如压电性高分子
④生物化学功能材料
人工脏器用材料，如人工肾（心肺）等
高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物等
生物分解材料，如可降解性高分子材料等

①反应性高分子材料：包括高分子试剂、高分子催化剂和染料等
②光敏型高分子：包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光导材料、光致变色材料、光降解高分子材料等
③电磁功能高分子材料：包括导电高分子材料（导电聚合物、高分子电解质）、电致发光和电致变色高分子材料、高分子压电材料、磁功能高分子材料（塑料磁体）
国内的分类
④高分子分离材料：如各种高分子分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等
⑤高分子吸附材料：如高吸水性树脂、高吸油性树脂等
⑥高分子智能材料：如高分子形状记忆材料、信息存贮材料和光、磁、pH、压力感应材料等
⑦医药用高分子材料：如医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等
⑧高性能工程材料：如高分子液晶材料、耐高温高分子材料、高强度高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子材料等

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