功能材料其分類綜述

摘 要:功能材料是指具有優良的物理、化學、生物等性能，并且能夠完成各種功能之間的相互轉化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應用于各類行業的材料。本文在總結了一定文獻的基礎上根據功能材料所實現的功能對幾種典型的功能材料作以簡要介紹。

關鍵詞:材料;功能材料;功能材料分類

中圖分類號:TB34 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0202-01

一、功能材料及其分類

功能材料的分類非常復雜，主要原因是功能材料的研究，生產和應用寬泛，因此，導致功能材料的種類繁多，存在很多分類依據。

(一)能源材料

為了克服已經不容忽視的環境和能源問題，積極大力開發能源材料已經成為全世界各界人士的共識。目前的新能源主要有太陽能、地熱能、風能、海洋能、氫能、生物質能和核聚變能等。廣義的說，凡是能源工業及能源技術所需的材料都可稱為能源材料。目前從材料研究角度，能源材料可以大致分為新能源材料、節能材料、儲能材料。

(二)生態環境材料

生態環境材料是指那些具有良好的使用性能同時又滿足環保要求，與環境相互作用能產生優良的環境協調性的材料。環境材料一般需要具有一定的先進性， 環境協調性，舒適性。如平時大家購物使用的方便袋，丟棄后往往會由于材料降解能力差而浮于地表，形成大地的“白色癌癥”，對土質有很大傷害。

(三)生物醫學材料

生物醫學材料指的是一類與生物系統 如人體循環系統等直接接觸，并能夠發生相互作用，以診斷、治療或替換生物機體中被疾病或外傷損壞的組織和器官或增進其功能，同時對人體組織不會產生不良影響的材料的統稱。

仿生材料也是生物材料的一個分枝。目前關于仿生材料的最新研究成果是一種人造蜘蛛絲纖維，若其得到研發，那么研發出穩定的人造蜘蛛絲纖維將在很多領域得到應用，比如手術縫合材料， 自動化工業使用的纖維，防彈背心等。

(四)隱身材料

隱身技術在軍事上的準確術語應該是“低可探測技術”: 即通過技術手段來改變自己本身具有的可探測性信息特征，從而使對方探測系統發現自己的概率降低。在某種程度上講，隱形技術是傳統偽裝技術的一種應用和延伸，是偽裝技術的技術含量不斷增加和發展的結果。隱形技術一般包括雷達隱形、紅外隱形、磁隱形、聲隱形和可見光隱形等。按材料用途可分為隱身涂層材料和隱身結構材料。

(五)防彈材料

防彈材料是指能夠實現防止子彈殺傷而具有保護一定保護能力的材料。在所有防彈材料制備的器件中，防彈衣是典型的實例之一。作為一種重要的個人防護裝備，防彈衣材料研究經歷了由最初的金屬裝甲防護板向非金屬合成材料的過渡后，又由單純合成材料向合成材料與金屬裝甲板、陶瓷護片等復合系統發展的過程。

(六)發光材料

發光材料即在各種類型激發作用下能產生光發射的材料。發光材料的種類繁多， 按照發光材料的發光方式主要類型有:光致發光、陰極射線發光、電致發光、熱釋發光、光釋發光、輻射發光等。光致發光粉主要制作發光油墨、發光涂料、發光塑料、發光印花漿的理想材料，是發光材料的一個典型應用。

(七)光電材料

光電材料是指應用制造各種光電設備的材料。光電材料主要包括激光材料，紅外材料，光纖材料，非線性光學材料等。

1.激光材料:激光材料就是把各種電、光、射線能量轉換成激光的材料。

2.紅外材料:紅外材料一般指與紅外線的輻射，吸收和透射和探測等相關的材料。紅外材料主要有兩類:紅外探測材料和紅外透波材料。

3.光纖材料:光纖是光導纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中能夠全反射原理而達成的光傳導工具。光纖一般是由纖芯、包層和涂敷層構成的多層介質結構的對稱圓柱體。

4.非線性光學材料:非線性光學指的是光與物質相互作用時產生的光頻率改變等非線性光學效應，之所以叫非線性是因為頻率發生改變，而光的出射光強與入射光強不成正比例關系，一般成平方或高次方關系。

(八)雜化材料

“雜化材料”即把兩種以上不同種類的有機、無機材料在一定的尺寸級別上雜化，產生具有新結構、新性質、新功能的物質。所以，雜化材料一般指兩種以上、不同種類的有機、無機、金屬材料在原子、分子水平上雜化，從而產生具有新型原子、分子集合結構的物質，含有這種結構要素的物質稱為雜化材料。雜化材料可分為三類:功能雜化材料，結構雜化材料，醫用雜化材料，且納米雜化技術是未來生物材料發展的重要方向和關鍵技術。

(九)梯度功能材料

所謂梯度功能材料是指材料的組成和結構能夠實現連續地變化，使材料的性能和功能也呈現梯度變化的一種新型的功能性材料。從材料的結構角度來看，梯度功能材料與均一材料以及復合材料均不同。梯度功能材料可以存在多種存在組合方式，擁有靈活的梯度變化方式，可以是梯度功能涂覆型，梯度功能連接型，梯度功能整體型。這些特點使材料在不同區域會具有不同的功能。功能梯度材料的應用領域十分廣泛。

(十)智能材料

智能材料的構想最初來源于模仿大自然中生物的一些獨特功能來制造人類能夠使用的\"活\"工具，如模仿蜻蜓制造飛機等等。智能材料的目標就是想研制出一種材料，使它成為具有類似于生物的各種功能的的材料。目前智能材料一般多由兩種或兩種以上的材料復合構成一個智能材料系統。 材料一般比較單一，難以滿足智能材料的要求，這使智能材料的設計，制造，加工和性能結構特征相關的研究成為材料科學的最活躍和最先進的發展方向。

二、功能材料的發展趨勢

功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新型材料，是信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規模宏大的高技術產業群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰略意義。

有專家學者指出，未來功能材料的發展趨勢包括如下幾個方面:新型功能材料開發，特別是在極端環境下和特殊領域所需要的高性能的功能材料;功能材料的功能性將從單一向復合，低級向高級的方向發展;功能性和結構性能的兼容，即要求功能的優化，同時提高結構的層次;發展功能材料的制備新工藝，新方法，新設計和新概念等;拓展新型功能材料的產業化。