形狀記憶聚合物

形狀記憶聚合物（Shape Memory Polymers，簡稱SMP),又稱為形狀記憶高分子，是指具有初始形狀的製品 在一定的條件下改變其初始條件並固定后，通過外界條件（如熱、電、光、化學感應等）的刺激 又可恢復其初始形狀的高分子材料。

SMP根據其回復原理可分為：熱致型SMP、電致型SMP、光致型SMP、化學感應型SMP等。

日本的石田正雄先生最先發現, 熱致型SMP形狀記憶功能主要來源於材料內部存在不完全相容的兩相 ,即保持成型製品形狀的固定相和隨溫度變化會發生軟化，硬化可逆變化的可逆相。固定相的作用在於原始形狀的記憶與恢復，可逆相則保證成型製品可以改變形狀。根據固定相的結構特徵， SMP可分為熱固性和熱塑性兩大類 ,除此之外還有一種所謂的“冷變形成型”的形狀記憶聚合物材料。

電致型SMP是熱致型形狀記憶高分子材料與具有導電性能物質（如導電炭黑、金屬粉末及導電高分子等）的複合材料。其記憶機理與熱致感應型形狀記憶高分子相同，該複合材料通過電流產生的熱量使體系溫度升高, 致使形狀回復, 所以既具有導電性能，又具有良好的形狀記憶功能。

熱固性SMP是將聚合物加溫到熔點（tm）以上和交聯劑共混，接著在模具里進行交聯反應並確定一次形狀，冷卻結晶后即得到初始態，其化學交聯結構為固定相 ,結晶相為可逆相。當溫度升高至 tm 以上時，可逆相熔融軟化，在外力的作用下可做成任意的形狀保持外力並冷卻固定，使分子鏈沿外力方向取向凍結得到變形態。當溫度再升高至tm以上時，可逆相分子鏈在熵彈性作用下發生自然捲曲，直至達到熱力學平衡狀態，從而發生形狀回復，記憶一次形狀。

熱塑性SMP實質上是高分子鏈以物理交聯的方式形成固定相和可逆相。當溫度升高至玻璃化轉變溫度 ( tg ) 以上時，可逆相分子鏈的微觀布朗運動加劇，而固定相仍處於固化狀態，此時以一定外力使SMP發生變形，並保持外力使之冷卻，可逆相固化得到穩定的新形狀即變形態。當溫度再升高至tg以上時，可逆相軟化，固定相保持固化，可逆相分子鏈運動復活，在固定相的恢復應力作用下逐步達到熱力學平衡狀態，即宏觀表現為恢復原狀。

航空、航天的部署組件和結構：例如，智能材料和織物、電子包裝或管的熱收縮膜、航空的自部署太陽帆、智能醫藥器件等。

對於傳統太空部署結構，通過使用機械鉸鏈、能量儲存器或馬達驅動工具來完成軌道結構配置的改變，而SMPs及其複合材料製備的部署構件可以克服某些內在缺點，如複雜組裝過程、大規模的機制、大體積。

形狀記憶聚合物在鉸鏈、天線、光學反射鏡及變形結構等中有基礎應用 通過CHEM泡沫技術，測得了一些基礎性能數據，證明形狀記憶聚合物及其複合材料在太空、商業、生物醫藥領域有不同於其他可部署結構的有點。

具體的日常生活中的應用：基於SMPs的形狀記憶纖維應用於發展熱激發的“smart”織物或未來智能衣服。

NMPs材料及其在醫藥領域的潛在應用：NMPs作為臨床器件被植入人體后，其玻璃轉化溫度可以控制SMPs的形狀恢復/自部署。新開發的SMP泡沫，結合冷蟄伏彈性記憶（CHEM）加工工藝進一步拓寬了其潛在生物醫藥應用。SMP材料小型化和變形后，通過微導管植入體內，到達正確位置后，恢復其原始設定形狀。