本书全面论述了智能功能材料的基本概念和知识,系统地介绍了目前存在且被广泛使用的若干种智能功能材料的概念、制备方法以及应用案例。第1 章介绍了智能功能材料的研究背景、应用领域以及其后续发展趋势;第2~6 章对目前广泛使用的智能功能材料进行了阐述,详细介绍了其基本概念、制备方法以及应用案例, 内容涵盖:智能高分子材料(包含形状记忆聚合物和水凝胶),智能流变体材料(包含磁流变材料和电流变材料),智能金属材料(包含磁致伸缩材料和形状记忆合金),智能陶瓷材料(包含压电陶瓷材料以及热敏陶瓷材料),智能超材料(包含电磁超材料和超表面以及声学超材料和超表面)。
本书图文并茂,力图避免呆板的说教; 考虑本书的科普性和专业性,避免枯燥的公式推导,借助实物进行原理上的剖析,追求简单易懂; 适合智能功能材料设计开发领域的技术工作者以及高等院校相关专业师生阅读和参考。

第1章　绪论001
　1.1　智能功能材料研究背景002
　1.2　智能功能材料研究内容和应用领域004
　1.3　智能功能材料的发展趋势010
　1.4　本章小结012
　参考文献012

第2 章　智能高分子材料013
　2.1　引言014
　2.2　形状记忆聚合物014
　　　2.2.1　形状记忆聚合物基本概念015
　　　2.2.2　形状记忆聚合物制备方法022
　　　2.2.3　形状记忆聚合物应用案例032
　2.3　水凝胶039
　　　2.3.1　水凝胶基本概念039
　　　2.3.2　水凝胶制备方法045
　　　2.3.3　水凝胶应用案例052
　2.4　本章小结061
　参考文献061

第3章　智能流变体材料069
　3.1　引言070
　3.2　磁流变材料070
　　　3.2.1　磁流变技术070
　　　3.2.2　典型的磁流变材料071
　　　3.2.3　磁流变材料的实验表征080
　　　3.2.4　磁流变材料的数值模拟081
　　　3.2.5　磁流变材料的应用085
　3.3　电流变材料088
　　　3.3.1　电流变技术背景089
　　　3.3.2　典型的电流变材料090
　　　3.3.3　电流变效应的机理096
　　　3.3.4　电流变材料的实验表征099
　　　3.3.5　电流变材料的数值模拟101
　　　3.3.6　电流变材料的应用103
　3.4　本章小结109
　参考文献110

第4章　智能金属材料113
　4.1　引言114
　4.2　磁致伸缩材料114
　　　4.2.1　磁致伸缩材料基本概念114
　　　4.2.2　磁致伸缩材料基本原理117
　　　4.2.3　磁致伸缩材料制备方法121
　　　4.2.4　磁致伸缩材料应用案例131
　4.3　形状记忆合金140
　　　4.3.1　形状记忆合金基本概念140
　　　4.3.2　形状记忆合金制备方法147
　　　4.3.3　形状记忆合金应用案例164
　4.4　本章小结172
　参考文献173

第5章　智能陶瓷材料179
　5.1　引言180
　5.2　压电陶瓷材料180
　　　5.2.1　压电陶瓷材料基本概念180
　　　5.2.2　压电陶瓷材料制备方法186
　　　5.2.3　压电陶瓷材料应用案例197
　5.3　热敏陶瓷材料211
　　　5.3.1　热敏陶瓷材料基本概念211
　　　5.3.2　热敏陶瓷材料制备方法220
　　　5.3.3　热敏陶瓷材料应用案例230
　5.4　本章小结237
　参考文献238

第6章　智能超材料241　
　6.1　引言242
　6.2　电磁超材料和超表面242
　　　6.2.1　电磁超材料和超表面的基本原理242
　　　6.2.2　电磁超表面主要分类247
　　　6.2.3　电磁超表面设计准则256
　　　6.2.4　电磁超表面应用案例257
　　　6.2.5　电磁超表面制备方法262
　6.3　声学超材料和超表面263
　　　6.3.1　声学超材料和超表面基本原理263
　　　6.3.2　声学超表面主要分类264
　　　6.3.3　声学超材料和超表面设计准则280
　　　6.3.4　声学超材料应用案例283
　　　6.3.5　声学超材料和超表面制备方法292
　6.4　本章小结292
　参考文献292

材料是标志社会文明发展阶段的重要元素， 更是人类赖以生存的根基。人类对材料的认识与利用水平， 深刻影响着社会生活形态与文明程度。因此， 不断探索和创造新型材料， 以推动社会的发展进步， 始终是人类不懈的追求。尤其是在航空航天、医疗健康等领域快速发展的当代， 对新型材料的需求日益迫切。当代新型材料的研究呈现出以下几个特征： 传统材料（如钢铁、陶瓷、有机高分子） 之间的界限日益模糊， 融合趋势更加明显， 例如无机高分子、有机/无机杂化材料的广泛应用； 通用材料与功能材料之间相互渗透， 越来越多的通用结构材料兼具某些功能特性， 功能材料也展现出通用材料的性能； 原子与分子层次上的精准设计、制备， 以及在纳米尺度上对材料结构和性质的观测与测量愈发重要， 例如化学法制备智能材料、生命材料和单分子器件等； 材料研究的传统方法与信息技术等现代科技的结合也更加紧密， 例如计算材料科学的兴起。这些趋势表明， 当代科学家正致力于探索一类更为先进的新型材料——智能功能材料。
智能功能材料是当前材料工程与科技发展的前沿热点。它不仅具备常规材料的基础性能，还能感知外部刺激， 进行分析、判断与处理， 并执行相应动作。目前， 智能功能材料虽无统一定义， 但各类定义的核心内涵基本一致。总体而言， 智能功能材料是指能感知环境（包括内部与外部） 刺激， 对其进行分析、处理、判断， 并做出适度响应、实现特定功能的材料。通常，智能功能材料具备七大功能： 传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力以及自适应能力。
本书围绕多种典型智能功能材料， 系统阐述其基本概念、设计方法、应用案例与制备技术， 注重基础理论与工程实践的结合， 内容涵盖智能高分子材料、智能流变体材料、智能金属材料、智能陶瓷材料、智能超材料等， 希望为传感器、生物、建筑、光学、声学、热学、力学等相关领域的从业者提供参考。智能功能材料的研究进展迅速， 应用领域不断扩展， 书中未及之处， 恳请读者批评指正。
特别感谢庄旭旭、熊子祥、王俭和刘权等研究生， 在写作过程中付出了许多时间和精力，同时笔者也参考了相关文献资料， 在此一并表示衷心感谢。

编著者