功能高分子材料的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展前景分析

陶歡　李甘

摘要：功能高分子材料的研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)與我們的生活聯(lián)系日益密切，從光功能高分子材料的太陽(yáng)能利用，到電功能高分子材料在工業(yè)導(dǎo)體中的運(yùn)用，再到生物功能高分子材料在醫(yī)學(xué)中義肢及人體植入物中的應(yīng)用，都是功能高分子材料對(duì)人類生活提供了各種便利，以此強(qiáng)化功能高分子材料的研究具有十分重要的意義。本文首先介紹了功能高分子材料的概念及其開(kāi)發(fā)意義，并探討了功能高分子材料的研究現(xiàn)狀，最后對(duì)功能高分子材料的發(fā)展前景及趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：功能高分子材料；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景

一、功能高分子材料的概念及開(kāi)發(fā)意義

功能高分子材料，是指具有一定傳遞或存儲(chǔ)物質(zhì)、信息及能量作用的高分子和高分子復(fù)合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來(lái)的力學(xué)性能，同時(shí)還兼具如光敏性、導(dǎo)電性、化學(xué)反應(yīng)活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性等一系列其他特定性能。按照其功能劃分，功能高分子材料主要可分為4類：①物理功能：具體包括超導(dǎo)、導(dǎo)電、磁化等功能；②化學(xué)功能：具體包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具體來(lái)說(shuō)包括生理組織及血液的適應(yīng)性等；④介于化學(xué)、物理之間的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。

功能高分子材料由于具備特殊的功能，受到了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛重視，特別是其不可替代的諸多特性都為很多領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步提供了基礎(chǔ)和前提，甚至已經(jīng)因此而誕生出了一批先進(jìn)的、符合社會(huì)發(fā)展潮流的新產(chǎn)品。因此，當(dāng)前各國(guó)都加大了對(duì)功能高分子材料的人力物力財(cái)力投入，面對(duì)時(shí)間各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)也需要盡快加大對(duì)功能高分子材料的研發(fā)力度，從而擺脫我國(guó)國(guó)防、電子、醫(yī)藥和其他尖端領(lǐng)域嚴(yán)重依賴國(guó)外功能高分子材料市場(chǎng)的困境。

二、功能高分子材料的研究現(xiàn)狀分析

目前針對(duì)功能高分子材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應(yīng)型功能應(yīng)用這幾個(gè)方面：

1.光功能高分子材料

目前的光功能功能高分子材料的研究和應(yīng)用主要體現(xiàn)在光固化材料、光合作用材料、光顯示用材料以及太陽(yáng)能光板這幾個(gè)方面，這些具體的應(yīng)用能通過(guò)對(duì)光的吸收、儲(chǔ)存、傳輸、以及轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)光能的有效利用。例如，目前已經(jīng)能夠通過(guò)光功能高分子材料的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)光傳導(dǎo)來(lái)幫助植物的光合作用。此外，運(yùn)用光功能高分子材料實(shí)現(xiàn)手機(jī)的太陽(yáng)能充電也已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。

2.電功能高分子材料

電功能高分子材料，除了具備良好的導(dǎo)電性能外，其電導(dǎo)率還能根據(jù)應(yīng)用狀況的不同，在半導(dǎo)體、金屬態(tài)和絕緣體的范圍進(jìn)行變化。此外，由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工，同時(shí)具備良好的耐腐蝕性，在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域中也被廣泛的應(yīng)用。

3.生物功能高分子材料

生物功能高分子材料在生物領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。如常見(jiàn)的有，由生物功能高分子材料所制成的人體植入物（視網(wǎng)膜植入物、腦積水引流裝置等）以及人體義肢等。

4.反應(yīng)型功能高分子材料

這種高分子材料是一種具備很強(qiáng)化學(xué)活性的高分子材料，能夠有效的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。它是通過(guò)對(duì)構(gòu)建高分子骨架，并將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過(guò)離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵或物理吸附作用進(jìn)行骨架填充，以實(shí)現(xiàn)高分子功能才能的強(qiáng)化化學(xué)合成與化學(xué)反應(yīng)的效果。

三、功能高分子材料的發(fā)展前景及趨勢(shì)分析

功能高分子材料具備很多優(yōu)勢(shì)特征，這些都使得其更加符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需求，這也使得功能高分子材料的研究工作在各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化，和技術(shù)的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學(xué)及日常生產(chǎn)生活中扮演越來(lái)越重要的角色。功能高分子材料的幾種發(fā)展趨勢(shì)。

1.復(fù)合高分子材料

目前，功能高分子材料正逐步由均質(zhì)材料向著復(fù)合高分子材料的方向發(fā)展，同時(shí)其材料的功能也向著多功能材料的方面發(fā)展。復(fù)合高分子材料往往是在一種基體材料（如金屬、陶瓷、樹(shù)脂等）上，加入增強(qiáng)或增韌作用的高聚物，再通過(guò)將多相物復(fù)合成一體，就形成了新的復(fù)合高分子材料，這種高分子材料能夠充分發(fā)揮各相的性能優(yōu)勢(shì)，因此具有廣泛的發(fā)展應(yīng)用前景。在今后的發(fā)展中，航天科技、醫(yī)療衛(wèi)生、生活家居、甚至汽車制造等領(lǐng)域，都需要各種高性能的復(fù)合高分子材料。

2.環(huán)境友好型高分子材料

經(jīng)濟(jì)的粗放發(fā)展，給整個(gè)地球環(huán)境都帶來(lái)了深重的災(zāi)難，而隨著人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，各國(guó)對(duì)各種材料的生態(tài)可降解性要求也日益突出。因此，環(huán)境友好型高分子材料的開(kāi)發(fā)和深入研究工作，也引起了各國(guó)的重視。當(dāng)前，生物降解技術(shù)和環(huán)境友好型高分子材料技術(shù)大多掌握在發(fā)到國(guó)家，我國(guó)目前還處于追趕階段。隨著世貿(mào)組織對(duì)環(huán)保觀念的更加重視，環(huán)境友好型高分子材料在產(chǎn)品中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也將日益顯著，為了把握這一趨勢(shì)，我國(guó)要積極開(kāi)發(fā)研究出有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物降解技術(shù)和環(huán)境友好高分子材料。

環(huán)境友好型高分子材料，通過(guò)易水解的高分子的作用在各種生物酶的作用下，能夠加速材料的水解反應(yīng)，幫助材料進(jìn)行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點(diǎn)方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及緩釋性等方向。

3.隱身性能高分子材料

隱身性能高分子材料的研究應(yīng)用主要在軍事領(lǐng)域，其也是當(dāng)前各國(guó)的尖端軍事技術(shù)的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細(xì)微粉，實(shí)踐證實(shí)，通過(guò)吸收衰減層、激發(fā)變換層以及反射層等多層材料的微波吸收，能夠取得一定的吸波效果，達(dá)到隱身的目的。但是，由于材料制備復(fù)雜，且雷達(dá)技術(shù)的日益發(fā)展，給隱身技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。此后，隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質(zhì)量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

功能高分子材料的出現(xiàn)為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了諸多的便利，由于其具有耐腐蝕、制備簡(jiǎn)便、種類繁多、易于分子設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，其研究發(fā)展速度也在不斷加快，目前較為成熟的功能高分子材料有光功能高分子材料、電功能高分子材料、生物功能高分子材料以及反應(yīng)型功能高分子材料。而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的功能高分子材料將被研發(fā)出來(lái)，改變我們的生活。