新型高分子材料

3.4.3　新型高分子材料

随着材料应用领域的不断扩大，高分子材料在功能高分子、医用高分子、涂料等方面也有了很大的发展。

1.功能高分子材料

功能高分子材料是近二三十年来发展最为迅速、与其他领域交叉最为广泛的一个领域。它以有机化学、无机化学、高分子化学、高分子物理、高分子材料学为基础，并与物理学、医学电学、光学、生物学、仿生学等多门学科紧密结合。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。功能高分子材料本身又可分为两大类：一类是对采自外界或内部的各种信息（如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学辐射等信号的变化）具有感知能力的材料，称为“敏感材料”；另一类是在外界环境发生变化时能做出适当的反应并产生相应动作的材料，称为“机敏材料”，如变色镜片、变色玻璃等。

2.医用高分子材料

目前医用高分子材料的应用已经遍及整个医学领域。世界各国已成功地研制出了用高分子材料制造的人工心脏瓣膜、人工肺、人工肾、人工血管、人造血液、人工皮肤、人工骨骼、人工关节等。专家认为，在不久的将来，除人脑之外，人体所有器官都可以用人工器官代替。对于医用高分子材料，较难解决的问题是其抗血凝性，血液一接触到植入人体内的高分子材料，会产生排他作用，并在其表面形成血凝。人们曾为减少高分子材料的血凝问题作了不少努力。目前，这种高分子材料还很少，大多数医用高分子材料的发展还很不够。例如人工肾，虽然应用十分普遍，但它只有透析过滤的功能，会把新陈代谢产物和人体需要的维生素、激素等一起除掉。

制备医用高分子的原材料来源很广泛，大致可以分为天然高分子材料和合成高分子材料两类。医用材料在使用中会和人体组织发生直接或间接的接触，材料性质对人体健康有着十分密切的关系。因此对它们提出了许多特殊要求。体外医用材料，由于只限于体表接触，一般要求它们无毒，无刺激，不会引起皮肤过敏.或产生癌变，材料在消毒过程中不会发生变质等。而与体液接触的材料，除了少数金属、陶瓷和碳素外，大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料，它是可以部分或全部地代替人体某一器官功能的器件。体内使用的医用材料，通常会与气体内的组织、细胞或血液等发生长时间接触，因而除满足上述条件外，还必须满足组织相容性、耐生物老化或生物降解性、血液适应性等要求。如医用缝线、高分子药物、组织黏合剂等要求在其发挥了效用以后，能被机体组织分解、吸收或迅速排出体外。

目前所应用的医用高分子材料一般来说分为以下几类：①植入体内的永久性替代损伤的器官或组织，如人造血管（聚对苯二甲醇乙二酯、聚氨酯橡胶）、人造心脏瓣膜（硅橡胶、聚氨酯橡胶）、人造肾（醋酸纤维素、聚酯纤维）、人造气管（有机硅橡胶）等。②修复人体某部分缺陷的组织，如人造皮肤（硅橡胶、聚多肽）、骨修复材料（酚醛树脂）等。③医疗器械中的高分子材料。④药用高分子材料。与低分子药物相比，药用高分子材料具有低毒、高效、缓释、长效、可定点释放等优点。⑤医药包装用高分子材料。包装药物的高分子材料可分为软、硬两种类型。

辐射技术是制备医用高分子材料的有效方法，有着以下优点：①不需要添加剂，保证其纯净性；②可在常温或低温下进行；③辐射过程也起了消毒作用，避免其他消毒法对制品的损坏。例如亲水凝胶是一种理想的人工玻璃体，它可以代替眼球中的玻璃体。采用辐射交联的方法使某些亲水的高分子材料成为一种能吸收大量水分，但又不溶于水的亲水凝胶。

3.隐身材料

隐身材料的研究和应用一直是隐身技术发展的重要内容，已成为武器装备实现隐身所需的关键技术之一。武器装备（如飞机、舰船、导弹等）使用隐身材料后，可大大减小自身的信号特征，提高生存能力。隐身材料将是航空航天材料研究领域有重要发展前景的一类特殊用途的功能材料。

隐身材料按所抑制的信号类型分，可分为声隐身材料、雷达吸波材料、红外隐身材料、可见光隐身材料。声隐身材料包括消声材料，隔声材料，吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体，主要用于新一代潜艇。雷达吸波材料能吸收雷达波，使反射波减弱，甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的，其中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要。红外隐身材料作为热红外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用，成本低廉，制造施工方便，且不受目标几何形状限制等优点一直受到广泛的重视，是近年来发展最快的热隐身材料。

隐身材料按材料应用形式分，则可分为涂敷型隐身材料（含涂层材料和贴片材料，如雷达吸波涂层、红外隐身涂层、可见光近红外伪装涂层、放射性等离子体涂层等）、结构型隐身材料（如树脂基、陶瓷基隐身复合材料及其吸波结构）、薄膜型隐身材料（含多层膜或周期结构光栅）。