火星作為距離地球較近的行星之一被認為在大約40億年前擁有與地球相似的地質和氣候條件、擁有孕育生命的可能性。探索火星變成現在“荒漠行星”的原因對研究地球的自然演變、生命起源和演化具有指導意義。因此火星探測勢在必行。形狀記憶聚合物復合材料作為典型的先進功能材料，可在有效減輕載荷的同時實現自主變形，極大地提高結構的智能化水平，將推動我國深空探測工程的技術革新。

形狀記憶復合材料——最有效的智能復合材料

最近，研究人員在《聚合物》雜志上發表了他們的研究成果，重點介紹了形狀記憶聚合物(SMPs)作為最高效的智能聚合物復合材料的優勢。

形狀記憶聚合物(SMPs)是一種智能材料，能夠變形并鎖定為臨時形狀，然后在暴露于外部刺激時可以恢復其原始的永久形狀。SMPs的一個顯著特征是它們能夠在形狀記憶效應(SME)過程中保留兩個以上的臨時形狀，這使它們成為需要在各種條件和多種外部刺激下控制的智能系統的優秀候選者。在形狀記憶效應中，SMPs通過負責保持其原始永久形狀的網點來記憶其原始永久形狀，而SMPs通過負責臨時形狀的交換域來實現其可逆形狀變化。

根據發表在《國際工程雜志》上的一項研究，研究人員正在利用這些特殊類型的智能聚合物復合材料的特性，將它們用于人造肌肉纖維的開發。

SMPs的力學限制限制了其在結構領域的應用;然而，它們可以廣泛應用于部件的機械響應較少關注的領域。這為在生物醫學部件中使用SMPs開辟了道路。

在最近的發展中，肌肉纖維是由低過渡溫度聚合物和熱塑性彈性體與高剛度聚合物(如聚乳酸(PLA))混合而成的。這種共混物表現出通過共價鍵、分子間相互作用和交聯形成的網絡點和分子開關相。

為了制備SMP合金薄膜，采用雙輥裝置在熱和強剪切力下熔化和混合聚合物組分，包括TPU(0 ~ 70%)、ABS(0 ~ 70%)和EVA(0 ~ 50%)。在合金體系中加入EVA可以提高纖維伸長率，而加入ABS相則可以提高纖維的模量。結果顯示smp在熱驅動下的拉伸行為、收縮和能量釋放之間存在很強的相關性。這些纖維被強烈推薦用于合成肌肉的制造。

雙向形狀記憶聚合物是一種僅需一次賦形，即可在外界環境交替變化下完成兩個形狀間自發地可逆轉變的智能材料，既簡化了操作流程，又提高了自動化程度。

研究纖維微屈曲變形在整個形狀記憶循環過程中的行為具有十分重要的意義。

織物增強形狀記憶聚合物復合材料具有更好的力 學性能和更大的設計空間。對這方面的研究將極 大地推動可變形結構的進一步發展。

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