Смарт материалите се отличават с уникални, гъвкави реакции на различни дразнители и способност да извършват невъзможни за своите предшественици операции
Ново поколение „умни” материали могат самостоятелно да реагират на едни или други условия в окръжаващата среда. Представете си например датчик, който следи състоянието на даден предмет, но самият той е направен от материал със способности на датчик.
До неотдавна умните материали се считаха за атрибут на научната фантастика, но с развитието на технологиите те започват да играят все по-значима роля в съвременното производство. Композитни материали от ново поколение реагират на температурни, биометрични и други въздействия, като елиминират напълно нуждата от вграждане в тях на допълнителни датчици за следене.
Нещо повече, някои от новите материали са способни самостоятелно да се пренастройват по такъв начин, че да сведат до нула възможността за повреда.
Класическите, „изотропни” материали винаги реагират еднакво на външни условия и именно върху това стъпват принципите на базовата механика – например, металът реагира по един и същи начин на нагряване и охлаждане, благодарение на което може да се предскаже степента на твърдост и разширение/свиване при едни или други въздействия.
Анизотропните материали, от друга страна, се отличават с уникални, гъвкави реакции на различни дразнители и способност да извършват невъзможни за своите предшественици операции.
Прост пример е крило на самолет, направено от композитни изотропни материали и покрито с тънък слой наносензори. Последните играят ролята на нервна система, която, при промяна в условията на външната среда, изпраща сигнал към микросфери, напълнени с пластичен материал. Микросферите освобождават своето съдържание в дадена област и по този начин реставрират повредената структура с постепенно втърдяващо се вещество. Airbus вече провежда изследвания в тази област съвместно с учени от Бристолския университет.
Автомобилната индустрия също разработва активно умни материали, които могат самостоятелно да отстраняват повреди, но също така събират данни за всеки конкретен автомобил, така че механиците и инженерите да получат най-точна статистика за това как се държи машината в различни условия и при различни обстоятелства.
Проектът Hard Rod на ентусиасти от Южна Калифорния пък си поставя за цел да създаде първия в света автомобил от композитни смарт материали, който притежава собствен изкуствен интелект.
Освен в транспорта подобни материали се радват на засилен интерес и в строителната индустрия. Представете си бетонно или асфалтово покритие, което може самостоятелно да закърпва дупки и пукнатини. С подобен проект, наречен Zero+, се е заел екип на Масачузетския технологичен институт (MIT).
Текстилната индустрия също не остава по-назад. Тъкани от ново поколение се разработват в научния център AFFOA с идеята всяка дреха самостоятелно да възстановява повредените участъци, да чува и усеща всичко случващо се наоколо, да съхранява и преобразува енергия, да следи за състоянието на своя стопанин и т.н.
Подобни разработки вече са на въоръжение в промишлеността и скоро ще започнат да навлизат в ежедневието. Потенциалът на умните материали е толкова голям, че буквално те могат да преобразят окръжаващия ни свят към по-добро, като избавят хората от множество битови проблеми.
Единствената пречка към момента е скъпото производство на смарт-материалите. Разработката им започна сравнително скоро и все още е рано да се говори за промишлени резултати. Но това е перспективна област за развитие на почти всяко производство и скоро влиянието на умните материали ще се усети в живота на хората.