Thế nào là vật liệu thông minh?

Các sinh vật trong giới tự nhiên đều có công năng tự biến đổi, tu sửa để hồi phục. Ví dụ với con người thì cho dù có rách da chảy máu, gãy xương thì sau một thời gian cơ thể sẽ tự thích nghi và lành lặn trở lại. Các loại động thực vật cũng có công năng tự thay đổi hồi phục như vậy. Giun đất, thạch sùng, hải sâm... đều có công năng như vậy. Thế nhưng với các vật liệu không có sự sống như cốt thép, chất dẻo… là những vật liệu không sống vì không có "tri giác", "cảm giác" nên không có công năng tự thích nghi hồi phục. Khi các vật liệu này bị hư hỏng sẽ xảy ra sự cố gây nhiều tổn thất về người và của. Các nhà khoa học đã từng có ý nghĩ, nếu khi chế tạo máy bay, tàu thuyền, xây dựng cầu cống, lâu đài có thể đưa vào các công trình đó các linh kiện biến các vật liệu vô tri thành có "cảm giác", có "phản ứng" không? Liệu có thể đưa vào vật liệu một thành phần đặc biệt, ví dụ ở một cây cầu lớn phát sinh trở ngại, sự cố có thể phát ra các cảnh báo cần thiết, hoặc có thể khiến cho tàu thuyền khi có hư hại thì sẽ tự động thay đổi để tự hồi phục?

Từ những năm 90 của thế kỷ XX, các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo một số vật liệu có công năng "phát hiện sự cố" và "tự hồi phục". Đó chính là vật liệu thông minh.

Vật liệu thông minh là vật liệu có nhạy cảm. Đây chính là những thiết bị toàn bộ khoa học kỹ thuật cao biết kết hợp sự cảm nhận cơ giới với vật liệu truyền thống làm cho vật liệu như có năng lực "cảm giác" và "tự hồi phục". Ví dụ người ta đã kết hợp tính dẫn điện tốt của sợi cacbon với tính cách điện của sợi thuỷ tinh làm một để chế tạo vật liệu thông minh. Dưới tác dụng của ngoại lực tương đối mạnh, vật liệu sẽ bị cong và do sợi cacbon rất giòn nên sẽ gây vỡ một phần hoặc toàn bộ, nên làm thay đổi tính dẫn điện của tập hợp vật liệu, từ đó người ta tính ra mức độ tổn thất. Ta thử bàn đến vật liệu bê tông: Người ta dự định đưa vào cốt thép một số thanh chế tạo bằng vật liệu sợi rỗng lòng, bên trong có chứa sẵn vật liệu tu sửa. Khi bê tông chịu áp lực quá lớn bị nứt vỡ, các thanh rỗng trong cốt bê tông sẽ vỡ ra để vật liệu tu sửa thoát ra và tự sửa chữa và phục hồi.

Ngày nay các nhà khoa học đã có thể đưa được các máy phát tín hiệu và các máy tính cực nhỏ vào vật liệu, bấy giờ vật liệu trở thành thông minh, có thể phát hiện kịp thời các vấn đề xảy ra cục bộ, máy tính sẽ nhận tín hiệu và ra lệnh để cho các hợp kim ghi nhớ hình trạng và chất kết dính kịp thời biến đổi để tự gia cố.

Người ta cũng đã thu được một số thành quả từ vật liệu thông minh. Các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu các hiện tượng sống, hy vọng sẽ có thể tìm ra được các vật liệu thông minh tốt hơn có căn cứ số liệu chắc chắn hơn.