智能材料行業發展機遇深度調研分析2024

• 方蔓桃 2023年12月22日 來源：百度 665 39
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智能材料是由多種材料組元通過有機緊密復合或嚴格的科學組裝而構成的材料系統，具備感知、驅動和控制三大基本功能要素。智能材料能夠對環境條件及內部狀態的變化做出精準、高效、適當的響應，同時還具備傳感功能、信息存儲功能、反饋功能、響應功能、自診斷功能和自修復

一、智能材料概述

智能材料(Intelligent material)，是自20世紀90年代開始迅速發展起來的一類新型功能材料，其集仿生、納米技術及新材料科學于一身，被稱為繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料。

智能材料是由多種材料組元通過有機緊密復合或嚴格的科學組裝而構成的材料系統，具備感知、驅動和控制三大基本功能要素。智能材料能夠對環境條件及內部狀態的變化做出精準、高效、適當的響應，同時還具備傳感功能、信息存儲功能、反饋功能、響應功能、自診斷功能和自修復能力等特征。科學家預言，智能材料的研制和大規模應用將導致材料科學發展的重大革命。

智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現代高技術新材料發展的重要方向之一，將支撐未來高技術的發展，使傳統意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失，實現結構功能化、功能多樣化。

智能材料可分為兩類:嵌入式智能材料，也稱為智能材料結構或智能材料系統。在基材中嵌入了三種具有傳感、作用和加工功能的原始材料。傳感器采集并檢測外界環境給出的信息，控制處理器命令并激勵驅動元件執行相應的動作;一些材料微結構具有自身的智能功能，可以隨著環境和時間的變化而改變其性質，如自濾光玻璃、輻照時具有自衰減的Inp半導體等。

一般說來，智能材料有七大功能，即傳感功能、反饋功能、信息識別與積累功能、響應功能、自診斷能力、自修復能力和自適應能力。

二、智能材料行業市場分析

與傳統材料不同，智能材料不僅僅以單一的材料形式存在，而是以某一智能化體系方式存在。由此給出智能材料的定義是：由多種材料組元通過有機緊密復合或嚴格的科學組裝而構成的材料系統。

智能材料擁有很多普通材料不具備的特殊功能，現已逐步成為研究的重點與熱點，并且在物理、化學、電子、航空航天、生物醫學等領域得到廣泛應用。近些年來，形狀記憶材料、自修復材料、光熱敏感材料、壓電材料等引起了人們的廣泛關注。

智能材料是第四代材料，面向智能材料的先進制造會為智能材料發展提供新的途徑。例如，4D 打印技術是將3D 打印技術和智能結構結合的新興制造技術，其第四維度具備和感知材料相同的特性，即感知應力、應變、熱、光、電、磁、化學和輻射等外界刺激，并據此做出相應的響應。該技術使得智能材料的制造具有更為廣闊的前景。

感知材料對外界的刺激具有感知作用，可用于制造傳感器，其可感知外界環境刺激并以此進行信息采集。感知材料種類繁多，包括電感材料、光敏材料、濕敏材料、熱敏材料、氣敏材料、光導纖維、聲發射材料、形狀記憶材料、磁致伸縮材料、壓電材料、電阻應變材料等。

響應/ 驅動材料可對外界環境條件或內部狀態發生的變化做出響應或驅動，可用于制造執行器。智能系統的執行器類似于生物體的肌肉，它在外界或內部狀態變化時做出相應的響應，這種響應可以表現在力、位移、顏色、頻率、數碼顯示、信息存儲等各方面。可用作執行器的材料包括形狀記憶材料、壓電材料、電流變體、磁流變體、磁致伸縮材料、電致伸縮材料和某些智能高分子材料。

智能材料已在各個領域得到廣泛應用，如在醫學領域的人造肌肉、人造皮膚、藥物智能系統等的應用;在軍事領域領域的飛機智能蒙皮、結構監測和壽命預測、減振降噪、環境自適應結構智能材料等等，在此不再一一列舉，隨著人類對智能化需求程度的提高，智能材料的應用領域將不斷的拓寬。

形狀記憶合金(SMA)是一種具有“記憶”效應的合金，其可以在加熱升溫后完全消除在較低溫度下發生的變形，恢復變形前的原始形狀。

2016年，受鐵定甲蟲擁有強壯的外骨骼啟發，英國BAE系統公司開發出一種新型車用懸掛系統，該懸掛系統采用鎳鈦記憶合金制成，可保護軍用車輛免受爆炸等惡劣作戰環境的影響。

2017年，美國國家航空航天局(NASA)成功研發出使用記憶合金制成的免充氣輪胎。這種記憶合金可以實現在變形30%的情況下卻不發生永久變形或者損壞，不會像充氣輪胎一樣存在泄氣或者爆胎的風險。

智能材料最著名的例子之一是形狀記憶合金(SMA)，它是一種金屬材料，可以根據溫度變化改變其形狀。

智能材料的另一個例子包括壓電材料，其響應施加的機械應力產生電荷。智能材料具有廣泛的潛在應用，包括航空航天、汽車、機器人、制造和生物醫學工程。

目前，智能材料的研究和應用取得了重大突破，其發展前景非常廣闊，但隨著各行業的迅猛發展，必將對智能材料的性能提出更高的要求，從而推動智能材料向更高層次發展。

值得關注的是，智能材料在航空航天和國防工業中有著廣泛的應用。數據顯示，到2025年，這兩個行業將成為推動全球智能材料市場規模達到982億美元的關鍵。

三、未來智能材料發展分析

未來我國對智能材料的研發及投資力度加大,市場發展前景廣闊。科學家預言，智能材料的研制和大規模應用將導致材料科學發展的重大革命。

當前，日本、美國、歐洲等智能材料發展始終處于世界的前列。Smart Material、美國冶聯科技、Johnson Matthey、富士陶瓷株式會社、株式會社村田制作所、新日本制鐵公司、LORD、Edge Technologies、Feredyn AB、日本住友輕金屬工業株式會社等公司，長期壟斷全球智能材料前端技術的第一方陣。

與國外先進水平相比，我國智能材料產業發展處于起步階段，產業離大規模實用化、商品化尚有一段距離。一方面，國內智能材料主要零散分布于功能材料產業或結構材料產業之中，智能材料產業發展不足、市場影響力較弱。另一方面，國內智能材料領域缺乏具有行業影響力的龍頭企業。目前，國內紫光股份、樂普醫療、有研硅股、先鋒新材、安泰科技、時代新材、冠昊生物等上市公司雖然涉足智能材料領域，但都是以兼營為主，智能材料只占其較小的市場份額，龍頭企業影響力和引領作用不明顯。

智能材料是現代高技術新材料發展的重要方向之一，它使傳統意義下的功能材料和結構材料的關系更加緊密，未來智能材料的發展趨勢為更加高性能化、多功能化、復合化、精細化和智能化。

中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國智能材料行業競爭格局分析及發展前景研究報告》分析了行業發展軌跡，并預測出最終行業走向何處以及哪些點會大概率成為行業二次增長點。這樣企業能夠了解行業的最新發展動向，規避企業發展過程危險，抓住快速發展的機會，明確企業最終發展目標，幫助企業少走彎路。

未來，欲了解更多關于智能材料行業的市場數據及未來行業投資前景，可以點擊查看中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國智能材料行業競爭格局分析及發展前景研究報告》。

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