工程塑料智能化：第二次塑料革命

　　你能否想象得到，買一把塑料回家，然后給它通電加熱，它就能迅速膨脹成一把漂亮、實用的椅子？

　　今年4月的米蘭設(shè)計周上，來自比利時的設(shè)計師卡爾·德斯梅特向觀眾展示了一款可自我塑形的智能塑料椅。這種家具由記憶聚氨酯制成，只要接通電源加熱，它就能像爆米花一樣，膨脹成任何你想要的形狀。

　　塑料制品已經(jīng)滲入到人們生活的方方面面，并且越來越多地改變著人們的生活。隨著高分子材料科研領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，人們逐漸具備了制造具有特定特性材料的能力，智能塑料就是其中最好的典范。

　　塑料的智能化發(fā)展早已在西方發(fā)達(dá)國家悄然興起，材料學(xué)科研人員對智能塑料的應(yīng)用潛力感到興奮不已，雖然這項發(fā)明有望在未來10年內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，然而，這些智能高分子材料卻不太可能完全取代我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫钠胀ㄋ芰希驗楫a(chǎn)品在改變形態(tài)時受環(huán)境和溫度的限制，不是每個家庭都能夠使用具有這種功能的軟件。

　　中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會專家、上海聚氨酯促進(jìn)發(fā)展中心的黃茂松教授對《中國經(jīng)濟(jì)和信息化》記者表示，米蘭設(shè)計周上所展示的智能塑料椅，使用的是聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料（以下簡稱聚氨酯硬泡），該材料受熱后可變形，實驗過程中應(yīng)該是采用技術(shù)相對比較成熟的微波加熱技術(shù)來改變其形態(tài)。

　　黃教授同時也指出：“目前，我國還沒有涉及這方面的研究，但是聚氨酯作為我國‘第五大塑料’，在建筑塑料領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，而且其智能化的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?。比如將聚氨酯泡沫床墊智能化，使其具有冬暖夏涼的特點(diǎn)，在市場上將會十分受歡迎?！?

　　第二次塑料革命

　　塑料產(chǎn)業(yè)在過去的50年中推動世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，然而，由于受到國際金融危機(jī)的影響，世界各國塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，急需培育新材料，拓展新產(chǎn)業(yè)應(yīng)對危機(jī)。行業(yè)專家預(yù)測，人類需要第二次塑料革命，而塑料向智能化方向發(fā)展是大勢所趨。

　　自然界中具有智能化的材料很少，只有通過對材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊的設(shè)計，才能得到具有智能化的材料，除智能化合金、智能化陶瓷外，智能化塑料就是其中之一。目前已開發(fā)的智能化塑料主要有形狀記憶塑料和壓電塑料兩種。

　　2011年，美、日科學(xué)家就提出了將智能化塑料作為新興的高分子材料這一概念，指其能夠感知和接受外部環(huán)境的信息如聲、光、電、磁、酸堿度、溫度、力等，并可根據(jù)環(huán)境變化自動改變自身形態(tài)。

　　2011年4月，美國科學(xué)家首次發(fā)明了一種在光的作用下可自行修復(fù)的智能塑料。專家稱這種神奇的材料不但能延長塑料的壽命，還能提高以塑料為原料的產(chǎn)品的持久性，例如常見的家居用品袋子、儲物箱、內(nèi)胎，甚至是十分昂貴的醫(yī)療設(shè)備。

　　同年6月，在奧地利林茨電子藝術(shù)中心，舉行了第一屆國際智能塑料會議。來自法國、德國、瑞士、荷蘭和奧地利的50個公司參加了這次會議。專家們大膽地提出要將塑料與電子相結(jié)合的想法，例如設(shè)計不需要開關(guān)和按鈕的儀表盤，具有靈活性的太陽能電池，或者是將醫(yī)療診斷系統(tǒng)與塑料技術(shù)相結(jié)合。

　　專家們預(yù)言塑料智能化極有可能將這些夢想成為現(xiàn)實，并稱塑料科技與機(jī)電一體化設(shè)計相結(jié)合，不僅能促進(jìn)新產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新，同時還擁有巨大的市場潛能。

　　英國斯特拉思克萊德大學(xué)教授安德魯·米爾斯也于同年研發(fā)出一款能辨認(rèn)食物是否過期、食物新鮮程度的智能塑料袋。米爾斯在接受英國《每日郵報》采訪時表示，如果肉、魚和蔬菜等食物超過保質(zhì)期或放置冰箱外過長時間，這種智能塑料包裝袋就會改變顏色，提醒人們把密封的食物儲存在冰箱中。米爾斯表示這一項目著重于將研究理念變成商業(yè)產(chǎn)品，并希望它能直接地對肉類和海鮮工業(yè)產(chǎn)生積極影響。

　　智能塑料在醫(yī)學(xué)界也同樣能大顯身手。早在2002年，美國和德國科學(xué)家研發(fā)出可自動打結(jié)的智能塑料線。這種智能塑料是由有形狀記憶功能、可生物降解的聚合物制成，具備自動打結(jié)的“智能”，并隨著傷口愈合而自動“拆線”，在傷口縫合等醫(yī)療領(lǐng)域有潛在用途。

　　工程塑料智能化

　　就在西方發(fā)達(dá)國家將塑料智能化科研搞得如火如荼之時，工程塑料智能化在我國機(jī)械、交通、電子電氣、通訊等領(lǐng)域也受到了廣泛的重視。中國原材料工業(yè)研究所研究員田凱軍表示，近年來塑料作為高分子材料中最重要的一種，應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。

　　諸多工業(yè)材料中，塑料能夠脫穎而出被選作智能化材料的載體，是因為其本身具有較好的可塑性、著色性和耐沖擊性?！坝械乃芰峡梢约庸さ帽蠕撹F還堅固?！辟惖现菐煸牧瞎I(yè)研究所研究員田凱軍說。尤其是在機(jī)械領(lǐng)域，塑料機(jī)械是塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要支柱，而智能化是塑料機(jī)械發(fā)展的方向。

　　每年全球塑料機(jī)械行業(yè)有一半的出口額來自歐洲。德國作為塑料機(jī)械行業(yè)的頭號強(qiáng)國，制造技術(shù)水平一直處于世界領(lǐng)先地位，俄羅斯的塑料機(jī)械市場近年來也保持著強(qiáng)勁的上升發(fā)展勢頭，而我國塑料機(jī)械行業(yè)當(dāng)前由于存在的自主創(chuàng)新能力低、行業(yè)集中度低等問題，短期內(nèi)很難趕上國外塑料機(jī)械水平。

　　在《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》里，塑料機(jī)械自主創(chuàng)新被列為國家重點(diǎn)扶持項目。隨著我國塑料制品加工業(yè)的進(jìn)一步成熟，對于塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)也提出了越來越高的要求。到2015年，我國塑料機(jī)械行業(yè)將掌握一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，開發(fā)一批技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先國際先進(jìn)的重點(diǎn)產(chǎn)品，提升一批具有特色和知名品牌的產(chǎn)業(yè)集群，培育一批具有行業(yè)帶動力和國際競爭力的大企業(yè)，實現(xiàn)塑料機(jī)械行業(yè)智能化的轉(zhuǎn)變。

　　田凱軍認(rèn)為，塑料智能化是一門新興的多學(xué)科交叉的綜合學(xué)科，是當(dāng)前工程學(xué)科發(fā)展的前沿。雖然世界各國不斷有新的智能材料產(chǎn)生，塑料智能化也得到我國政府和企業(yè)的高度重視，但是從合作研發(fā)、創(chuàng)新，到實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用還需要一個漫長的等待過程，而且很大程度上，會先應(yīng)用于高端的科技領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切需要加快塑料制品行業(yè)的發(fā)展步伐，爭取走在世界科技創(chuàng)新的前沿。

來源：中國經(jīng)濟(jì)和信息化

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