shape memory polymers，SMP

又称：形状记忆高分子

定义：具有初始形状的制品在一定的条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件（如热、电、光、化学感应等）的刺激又可恢复其初始形状的高分子材料。

学科：机械工程_机构与机器人学_机器人学

相关名词：聚合物 交联 共聚 分子自组装

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

材料是人类生产和生活必需的物质基础，人类社会的发展离不开材料。纵观历史长河，人类社会的发展史也是材料的发展史，从石器时代、青铜器时代、铁器时代，到如今跨入人工合成材料的新时代，人类一直渴望制造出拥有特殊功能的材料，来满足生产生活的需要。

20世纪30年代，科学家们热衷于研究不同金属表现出的一些特性，其中瑞典科学家阿恩·奥兰德在观察金镉合金时发现了伪弹性现象，并对其进行了描述，然而直到30年后的一起实验误操作，“形状记忆合金”一词才被提出并使用。1960年，美国海军武器实验室冶金研究科学家威廉·布勒在冶炼镍钛合金时发现，被折叠成手风琴形状的镍钛合金条在加热条件下可恢复到最初的细条形状，由此被称为形状记忆合金的材料诞生了。

随着科学技术的不断发展，高分子材料和纳米材料等新材料涌现出来，形状记忆材料也已不再局限于合金。目前，具有形状记忆功能的聚合物已被成功制造出来，并被用于不同的场景。常见的形状记忆聚合物制备方法主要有交联法、共聚法和分子自组装法等。其中，交联法是利用温度、光照等外界环境能量使分子产生相应的自由基，自由基再进行耦合产生交联作用；共聚法是将两种不同转变温度的高分子材料聚合成嵌段共聚物；分子自组装法则是依靠分子间的内部能量进行自发聚集，进而形成一个有组织的结构。

形状记忆聚合物由于具有质轻价廉、便于制造加工、优异的力学性能、良好的生物相容性和生物可降解性等特点，已成为一种广泛应用的新型智能形状记忆材料。在生物医学领域，形状记忆聚合物因其具有良好的生物相容性和生物可降解等特性，被广泛应用于医疗器械、矫形固定和药物释放等方面，如采用纤维素纳米晶体增强的聚氨酯基形状记忆聚合物支架与普通的血管支架相比，大大降低了血管再次变窄的风险，且与人体拥有更好的相容性。在纺织领域，质量轻、耐气候性好和形状记忆性能良好的形状记忆聚合物，可用于生产绝热织物、透气面料等纺织品，如采用形状记忆钛镍合金纤维与合成纤维锦纶交织制作的衣物拥有柔软的手感和形状记忆性能，使得衣物可以根据人体的实时状态及时做出调整，让穿戴者拥有更好的体验。

目前，我国形状记忆聚合物制备产业综合实力不断增强，截至2022年，我国学者已发表近880篇中文期刊论文和近3270篇外文期刊论文，申请了近1176件关于形状记忆聚合物方面的专利，为形状记忆聚合物高新技术产业的创新发展提供了理论支撑和技术保障。

（延伸阅读作者：大连理工大学机械工程学院教授 孙晶）

责任编辑：张鹏辉