近些年，能在传感、处理和响应功能上模仿生命系统的智能材料引起了人们的广泛关注，与机敏材料相比较，智能材料更近于生命体系。智能材料能按照环境条件的转变，从而实现最佳适应效果。在建筑领域中，可以通过应用智能材料增强工程结构体系的安全、减轻构件质量，并降低了能量的消耗，提高系统的整体性能，图1为智能材料与普通材料的对比。

图1 智能材料与普通材料比较

一、智能材料概述

智能材料的设计构思来源于模仿生物体的特征，目的是创造出类似于生物体特性的材料结构，使其功能可以有机地运行。智能材料中受集成电路技术启发而设计的三维组件模式的融合材料，可以在原子、分子层面上进行材料的特性控制。将信息科学与材料科学相结合，使其在不同层次、不同条件下能够满足进行自检测、自判断、自身做出结论、自身发出信号指令、自身执行规划设计等要求的一种新型材料。

近些年，智能材料开始被大量推广和使用，对于它的研究具有发散性，其涉及的学科广泛，包括物理、化学、材料学、航空航天、计算机、工程等领域，并仍在不断拓展。智能材料的划分如图2所示。

图2 智能材料分类

一般经实践验证智能材料具有7种功能：

1.传感功能

能感受到外界条件的信息，并能将信息按一定规律转换成信号或其他形式的信息传送出去，从而满足各种信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，达到实现传感的目标。

2.回馈功能

智能材料系统信息的输出返回到输入终端回馈，以某种方式改变输入方式，从而产生影响系统功能的转换。即将输出信号通过适当的反馈装置返回到输入端并与输入信息再次进行比较和选择的过程。

3. 信息识别

系统的信息接收装置，以一定的功能目的为出发点，利用已具备和配置好的相关知识和经验，可以对传输信息的真伪和有用性进行有效甄别，同时与所要达到的目标相联系，从而达到实现信息价值的目的。

信息的识别一般可以通过如下方式实现：系统配置对所要求目标的正确认识能力及自反应的深刻程度；系统配置对信息识别程序要采取实事求是的科学态度；智能系统对已具有的信息判断、推理能力的大小。

4.积累功能

智能材料系统在运行时为了满足将来各种不同环境的需求，材料本身会渐渐聚集一些有用的因素和信息,自身会逐渐完善，从而满足不同条件下的各项要求。

5. 响应功能

智能系统收到外界刺激作用时会将这些信息传输出去，针对不同条件所产生的刺激反应不同，产生不同的应对措施。

6.自我诊断能力

材料通过信息反馈系统和驱动系统，对其自身出现的问题故障和错误进行诊断和判断的能力。

7.智能材料系统自修复能力和自适应能力

材料系统通过自我诊断出的问题和破坏程度，通过类似于生物有机体所具有的自修复特性，采取相应的物质补偿和能量补偿的方式实现自我完善和修复，从而实现对不同状况下的条件适应。例如，自我修复砼就是采用仿制自然界动物的骨骼，在被外界撞击受到创伤后能够自我再生，赢顺塑胶，优价出售各种塑胶原料 电话：0769-81324366 手机：18818688291逐渐恢复其自身机能的原理。根据这个原理，人们利用修复胶粘剂和混凝土材料相复合的方法，实现了砼材料具备自我修复和再生的功能。

智能材料基于功能材料发展而成，该材料可以分为2种类型。一种是敏感材料，主要对强度和各类信息从物质传输产生的外部或内部的相应响应而变化，如对力产生感的材料、对气体产生敏感的材料、对声敏感的材料、对热敏感的材料、对湿敏感的材料等。另一种是驱动材料，主要是对外部及周围环境状态的变化而做出反应的材料，其反应和生成是一个基于材料性能相应的动作，可以被用来制成各种驱动器。机敏材料与智能材料的对比如图3所示。与机敏材料有所不同，智能材料一般应该具备自感知、自处理和驱动3个主要功能，因此可以发现智能材料具有传统的功能材料、结构材料所不具备的性能优势，它不仅使后二者之间的界限变得模糊，而且也添加了信息科学的内容，目的是达到结构的功能化、功能的智能化，从而实现真正意义上的材料变革。

图3 智能材料与机敏材料

二、智能材料在建筑中的应用

目前，智能材料已经被广泛应用于建筑领域,智能材料在结构变化、设计预检和结构系统性能的预测上，有良好的应用前景。智能材料的应用不仅可以降低建筑结构的维护费，而且更重要的是避免结构破坏对建筑造成的安全隐患。功能型智能建材主要被利用到可持续、节能环保、绿色生态等智能化的建筑中，并发挥着重要的作用。建筑材料一般包括装饰材料、特殊材料和专有材料，这些材料将会有效运行和维护建筑系统，随着智能建筑行业的发展和建筑业的变革，智能材料将扮演着重要角色[1-4]。

1.智能材料在建筑结构中的应用

智能材料常应用在建筑结构工程中，把智能材料应用在建筑物中，能够及时感知材料自身所受到的外力、震动、温度、裂纹等的变化状况，材料的受损程度也得到了判断。智能材料可以利用自身的应变能力通过提前预报、自适应调整、自修复补救等主动应对，在对所处危险情况进行预警的基础上消除危害，使结构的安全性和可靠性得到很大提升，减少和规避危险的发生。为此，智能材料应用到工程结构设计中是一个很大的进步。

英国科学家发明了2种自愈合纤维，将这2种纤维用到构件中，当它们受到外界破坏因素时，能够分别对砼中产生的裂纹和其中配置的钢筋受到的腐蚀情况进行自动检测和响应，且能主动修补砼中所产生的裂纹并阻止钢筋继续受到腐蚀。用玻璃丝和聚丙烯混合制备成的内部可产生粘合剂的多孔状中空纤维与砼结合使用，当砼处于过度绕曲情况时，赢顺塑胶，优价出售各种塑胶原料 电话：076981324366 手机：18818688291纤维会被撕裂并释放出会及时填充粘合砼裂缝的物质；防腐蚀纤维包裹在砼中的钢筋周围，当钢筋周围的酸度达到一定浓度时，这些纤维的涂层就会被大量溶解，从这些纤维中释放出能够阻止钢筋被腐蚀的物质，达到防腐的效果；智能混凝土中加入基于原有混凝土构件的智能成分，使混凝土材料具有自修复、自调节、自诊断特征的复合功能材料[5]。智能材料砼材料方面的应用如表1所示。

表1 智能材料在建筑结构中应用一览表

表2 智能材料在砼材料方面应用一览表