高分子智能材料行业迎来发展曙光？

近几年越来越多的新材料不断涌现，不仅体现在材料特性方面，很多新材料还具有一定的功能性、智能性。目前，高分子智能材料成为了一门新的分支学科，这也是目前行业所关注的主要方向之一，是生产企业重点考虑的产品范围。

高分子智能材料是通过合成的方法，使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”，可以应用在生活的方方面面。如巴斯夫正在研制的可以随时变硬变软的智能塑料，被命名为“施马蒂斯塑料”；还有可以根据环境随时自行调节温度的建筑材料，被称为是“云胶”。一些龙头企业在很早的时候就开始研发这类新材料，并且已有部分产品得以应用。

根据相关资料，可以把智能高分子材料分为刺激响应型智能高分子材料和自振荡型智能高分子材料，目前大家研究的重点主要集中在刺激型智能高分子材料。

刺激型智能高分子材料，可以分为PH响应型高分子材料、温度敏感响应型高分子材料、电场敏感响应型高分子材料、磁场敏感响应型高分子材料、光响应型高分子材料、化学物质刺激响应型高分子材料。主要对酸碱度、温度、光照、电磁场、内外界压力、声强度、离子强度、生物敏感性与响应性，作出响应的反馈。智能响应型材料与仿生学和生物信息的紧密联系，被誉为材料科学史上的一大飞跃。

根据调查，目前已存在生产且被应用的智能高分子材料，代表产品有：以甲基丙烯酸为基底共聚得到的阳离子型水凝胶、阴离子型水凝胶以及两性水凝胶、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)与其共聚物、乙烯基二茂铁/氮异丙基丙烯酰胺、PAANa和PVA构成的凝胶纤维、PAM/PVA/PAA的共聚体、苯乙烯微球固定化葡萄糖淀粉酶、苯乙烯微球固定化葡萄糖淀粉酶、葡萄糖敏感水凝胶、NIPAAm与N-异丙基丙烯酰胺共聚凝胶、聚甲基丙烯酸凝胶、聚烯丙基胺凝胶等。

（一）、智能高分子材料在建筑行业中的应用

我国建筑行业正在面临过剩，产业升级是必然的选择之一。未来小户型、传统设计的住宅可能会逐渐减少，大面积、高端化建筑会逐渐增多。在建筑行业中运用智能高分子材料，是满足建筑行业升级的主要方法，可以提高建筑行业的美观性和功能性，还能够顺应我国建筑行业绿色发展的需要。

在建筑行业中运用的智能高分子材料，主要集中在自我修复材料、导电高分子材料、环境敏感性高分子材料等方面。这些智能高分子材料，在建筑行业中大多体现的是功能性特性。

自我修复高分子材料，就是在建筑物受到损伤后，能够自主进行可逆性的修复，其中主要有热固性树脂、弹性体、橡胶、热塑性树脂等种类。目前采用普遍的材料是聚丙烯酸酯的自修复智能高分子材料，该材料支链中带有一定的柔性，导致聚丙烯酸酯具有一定的动态性，在受到损伤后能够实现一定的修复。另外，还有苯乙烯-丙乙烯酸丁脂嵌段共聚物，在45℃下，这种材料能够自我恢复到受损之前的90%以上。

导电高分子材料是指能够实现能量之间的相互转换，实现光能与电能之间的相互转化的材料，被广泛地应用于建筑工程中的能源材料中，利用电能与热能在这种材料中的高效转化能够应用于建筑保温材料中。代表性的产品有聚对苯乙炔，这种智能高分子材料具有相当良好的运行性能，可以说是在聚合物太阳能电池研究领域中的一项重大突破。

对于环境敏感型智能高分子材料，是指对于周边的环境具有较强的敏感度，进而根据周围环境的变化发生相应的反应和变化的材料。建筑行业中普遍应用的聚丙烯酰胺材料，在不同的温度下，呈现出不同的颜色。聚N-异丙基丙烯酰胺材料，具有良好的热至变色性能，不同温度下可以表现出黑、白等颜色，还能够随着光照强度的变化呈现出不同的颜色。

（二）、智能高分子材料在医学监控行业中的应用

目前不同的领域都要用到精密的监控设备，而医学领域的监控因为特殊场景，对材料的要求更为严格。智能高分子材料因其独特的优势，在医学监控领域发挥了很大的作用。运用智能高分子材料，在医学上攻克了很多难题。

根据在医学监控领域中的场景需要，可以分为光学监控、力学监控、声学监控、电流监控及其他监控的环境。

对于光学监控智能高分子材料，是指在外界光环境发生改变时，材料吸收外界光电子的频率和通量发生改变，进而造成材料化学结构及物理化学性能发生改变的一种智能材料。目前应用比较普遍的如单片液晶凝胶（LCG）、聚二乙炔、聚二胺酮（PDA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等，这些材料目前都已经被应用在医学光学监控领域。

力学监控智能高分子材料是指的能够感知、测量、记录和分析物体所受到的力学作用以及物体的变形、应力和应变的材料，从而实现对物体的控制和治疗。常见的材料有自愈弹性聚氨酯（PU）纳米网与超分子离子基质相结合的材料、纤维素纳米纤维（CNF）⁃聚氨酯（PU）形状记忆复合材料等。

声学监控智能高分子材料是指的利用各波段声音的特殊性质，监控或影响周围的事物的材料，常见的材料有热拉伸复合压电纤维等。

电流监控智能高分子材料是指的根据材料周围或者材料内部电环境发生改变时，材料中的电流通量发生改变，引发材料末梢的传感器响应，从而监控外界环境发生的变化并作出反应的材料。代表性的材料产品有有机硅聚合物和高导电金属的复合材料、聚丙烯酸（PAA）与天然壳聚糖衍生的季铵盐（QCS）为基体的水凝胶聚合物等。

智能高分子材料目前已被应用在方方面面，因其特殊的功能性，在医疗、电子、建筑及其他领域中有特殊应用，特别是医疗行业中的智能高分子材料，能够被应用在人造皮肤、体内靶向药物运输、柔性机器人等，挽救了无数人的生命，这也是材料科学与生命科学的完美融合。相信随着化工技术的不断进步，智能高分子材料种类也将不断增加，应用的领域也将持续拓展。