未来，汽车上将会用上更多的智能高分子材料

智能材料指具有感知外部环境和内部环境变化能力的材料，它既可以对变化量进行信号采集和分析，实现自我诊断，又可以具有一定的调节和修复能力。

在汽车智能化、轻量化、电动化、共享化和网联化这“五化”发展趋势下，汽车领域对新材料的要求越来越高。作为新材料的代表，对环境变化具有感知能力的智能材料则越来越受到科研人员和企业的关注。

形状记忆材料

未来汽车碰撞后，有可能用电吹风吹吹凹陷处就可以使凹陷结构恢复原样，这就是形状记忆材料的能力。形状记忆材料是一种可以感知外部环境变化，并做出相应形状改变的材料 。包括形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆高分子材料。

形状记忆高分子材料示意图

目前在汽车上应用的形状记忆材料基本上是形状记忆合金，应用最多的是制动器，目前使用品类已达一百多种，主要用于控制引擎、传送、悬吊、把手等，以提高安全性、可靠性及舒适性。此外在汽车手动传动系统的防噪装置以及发动机燃料气体控制装置上也有应用。

（a）通用汽车形状记忆把手（b）三井化学东赛璐株式会社在人车技术展记忆表皮的汽车座椅坐垫

自修复材料

在汽车领域，材料的耐损伤性也是一个十分重要的问题。高分子材料在受到外界作用的环境下，会产生肉眼不可见的裂纹等伤害，从而导致性能下降，更甚的情况是材料的失效。而生物在受到伤害时，虽然伤处有破损，但是经过一段时间就会自我修复。为了模仿生物的这种自修复性能，近十几年，自修复材料得到了快速的发展。

（a）本征型自修复材料（b）外援型自修复材料

米其林的自修复轮胎，其通过喷涂设备在轮胎内喷涂一层高分子橡胶，使直径在6 mm内，长度在8 cm内的尖锐物戳破轮胎胎面后被包裹，拔出后伤口自封闭，起到防刺漏的效果。

米其林自修复轮胎示意

聚醚硫脲具有稠密的氢键硫脲单元，且形成的是非晶体材料，这种特殊的结构增加了损伤处断面的氢键结合能力。以此制成的玻璃破碎后，在室温按住断面并保持接触几十秒就可以修复，具有良好的自修复性能

自修复玻璃

自修复高分子材料在汽车领域、生物医药、深空探索、兵器制造等各种高尖端行业中都具有广阔的应用前景，但目前大多数的研究距离实际应用还有很长的路要走。

智能变温材料

在夏天，汽车被太阳直晒一段时间后的车内高温，虽然可以通过空调去解决，但空调降温也需要一段时间，并不能立刻解决该问题。特别是处于汽车电动化发展的现阶段，使用大功率的空调影响电动汽车的行程以及电池的使用寿命。此外还有一种降温方式就是提高阳光热量的反射效率和降低阳光热量的吸收效率。

“智能玻璃”示意图

智能变温材料具有轻量化、节能环保、不耗电、比金属耐用（考虑金属部件受腐蚀的影响）等优势，但是目前的生产成本总体过高、制作工艺复杂、变温响应时间过长、吸热和放热并不能简单实现等不足，还需要继续去研究克服。

智能变色材料

随着汽车智能化的发展，汽车对颜色的要求越来越多样化。在自然界中，有很多动植物具有智能变色的能力。通过学习自然的这些智能变色特性，目前很多合成材料体系的表面也能够在外界刺激作用下调节颜色变化。

溶剂响应变色材料

智能变色材料变色不需要电、质轻等特点，可以让汽车的更轻、更智能、更省电，但是还需要解决智能变色材料生产成本高、生产过程复杂、难以产业化和材料性能不稳定等问题。

智能自清洁材料

要保持汽车的表面清洁，现在可以通过自助洗车、电脑洗车、非接触式洗车、高压式洗车等方式，但这些洗车方式主要是没有养护作用、容易产生漆伤、成本高和浪费水。如果汽车具有荷叶那种“出淤泥而不染”的功能，便可以解决上述清洁的不足。

现在已经研究出既能疏水、防油，又能防止纤尘、污泥的“仿莲叶”型自清洁材料。

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自清洁植物表面结构（植物叶表面结构）

剪切增稠复合材料

汽车作为载人的高速交通工具，安全是所有人考虑的首要因素。为了提高汽车安全性，汽车已经拥有了安全带、安全气囊、抬头显示等功能。在材料方面，主要通过使用高强度钢来提高汽车的安全性，但所有的高强度钢的强度在冲击后都会逐渐下降，并不能接受多次甚至二次碰撞。如果有一种强度在受到冲击时突然变大，且其强度与冲击有正相关的智能材料，那么就可以解决这种多次碰撞时引起的材料强度下降的问题。

文章来源：《功能材料与器件学报》 网址: http://www.gnclyqjxb.cn/zonghexinwen/2021/0425/774.html