2011年,美、日科學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境的信息如聲、光、電、磁、酸堿度、溫度、力等,并可根據環境變化自動改變自身形態。
2011年4月,美國科學家首次發明了一種在光的作用下可自行修復的智能塑料。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品的持久性,例如常見的家居用品袋子、儲物箱、內胎,甚至是十分昂貴的醫療設備。
同年6月,在奧地利林茨電子藝術中心,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合的想法,例如設計不需要開關和按鈕的儀表盤,具有靈活性的太陽能電池,或者是將醫療診斷系統與塑料技術相結合。
專家們預言塑料智能化極有可能將這些夢想成為現實,并稱塑料科技與機電一體化設計相結合,不僅能促進新產品的開發和創新,同時還擁有巨大的市場潛能。
英國斯特拉思克萊德大學教授安德魯·米爾斯也于同年研發出一款能辨認食物是否過期、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產品,并希望它能直接地對肉類和海鮮工業產生積極影響。
智能塑料在醫學界也同樣能大顯身手。早在2002年,美國和德國科學家研發出可自動打結的智能塑料線。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,具備自動打結的“智能”,并隨著傷口愈合而自動“拆線”,在傷口縫合等醫療領域有潛在用途。
工程塑料智能化
就在西方發達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械、交通、電子電氣、通訊等領域也受到了廣泛的重視。中國原材料工業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,應用范圍正在不斷擴大。
諸多工業材料中,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。“有的塑料可以加工得比鋼鐵還堅固。”賽迪智庫原材料工業研究所研究員田凱軍說。尤其是在機械領域,塑料機械是塑料產業發展的主要支柱,而智能化是塑料機械發展的方向。
每年全球塑料機械行業有一半的出口額來自歐洲。德國作為塑料機械行業的頭號強國,制造技術水平一直處于世界領先地位,俄羅斯的塑料機械市場近年來也保持著強勁的上升發展勢頭,而我國塑料機械行業當前由于存在的自主創新能力低、行業集中度低等問題,短期內很難趕上國外塑料機械水平。
在《新材料產業“十二五”發展規劃》里,塑料機械自主創新被列為國家重點扶持項目。隨著我國塑料制品加工業的進一步成熟,對于塑料機械產業也提出了越來越高的要求。到2015年,我國塑料機械行業將掌握一批擁有自主知識產權的核心技術,開發一批技術水平國內領先國際先進的重點產品,提升一批具有特色和知名品牌的產業集群,培育一批具有行業帶動力和國際競爭力的大企業,實現塑料機械行業智能化的轉變。
田凱軍認為,塑料智能化是一門新興的多學科交叉的綜合學科,是當前工程學科發展的前沿。雖然世界各國不斷有新的智能材料產生,塑料智能化也得到我國政府和企業的高度重視,但是從合作研發、創新,到實現商業化應用還需要一個漫長的等待過程,而且很大程度上,會先應用于高端的科技領域。隨著我國經濟的高速發展,迫切需要加快塑料制品行業的發展步伐,爭取走在世界科技創新的前沿。