发展智能材料尽管困难，但也已经取得可喜的成果。比如，美国多伦多大学光纤智能结构实验室的科学家们正在设计各种方案，试图使桥梁、机翼和其他关键结构具有自己的“神经系统”、“肌肉”和“大脑”，使它们能感觉到即将出现的故障并能自行排除。如在飞机发生故障之前，向飞行员发出警报，或在桥梁出现裂痕时能自动修复。
他们研制机翼用智能材料的方法之一，是在高性能的复合材料中嵌入细小的光纤材料。由于复合材料中布满了纵横交错的光纤，它们就能像“神经”那样感觉到机翼上受到的不同压力；通过测量光纤传输光时的各种变化，可以测出飞机机翼承受的不同压力；在极端条件下，光纤会断裂，光传输就会中断，于是就能发出即将出现事故的警告。
不过，仅能发现问题而不能自行排除故障的材料还不能算是理想的智能材料。美国伊利诺斯大学的建筑学专家卡罗琳·德赖正在研制一种能自行愈合的混凝土。他设想把大量的空心纤维埋入混凝土，当混凝土受压开裂时，事先装有“裂纹修补剂”的空心纤维也会裂开，并释放出粘结修补剂，把裂纹牢牢焊在一起，防止混凝土断裂。这种智能材料称为被动式智动材料。因为在这种材料中没有埋入传感器监测裂纹，也没有埋入电子芯片计算机来“指导”焊接裂开的裂纹，因此它要比埋有传感器和芯片的主动型智能材料价格便宜，且易于维修。
美国的一些桥梁专家也正在研究主动式智能材料，以便使桥梁出现问题时自动加固。他们设计出的一种方案是：如果桥梁某些局部出现问题时，桥梁的另一部分就自行加固予以弥补。这一设想在电脑技术高度发展的今天已没有不可克服的困难。现在已能造出极小的信号传感器及微电于计算机埋入桥梁材料中，桥梁材料可以应用各种神奇的材料（如形状记忆合金，电流变材料等），当出现问题时，计算机将发出指令，使形状记忆合金和电流变材料（一种通电时立即可以由液滴变成固体的材料）发生相变，自动加固。
智能材料也称仿生材料。日本、意大利、英国等先进工业国家在这方面都已取得了一定成果。日本人还在研究胆结石、指甲、毛发为何能生长，以便从中找到能为智能材料研究所借鉴的线索。
倾斜功能材料
乍一看题目，就会让人有些莫名其妙。什么叫倾斜功能材料？这不奇怪，因为这是近一二十年才出现的有“特异功能”的新材料。现有的大多数材料都害怕忽冷忽热，更害怕一边受热一边受冷。即使是坚硬的耐热钢，如果受到这种“打摆子”似的恶劣温度条件，就会因热胀冷缩得极不均匀而遭到破坏。
你也许会问，什么场合会有这样的恶劣条件？还真有！20世纪80年代，日本人设计了一种所谓的空天飞机。这种飞机在低空时可以水平起飞，并在低空充分利用大气中的氧助燃。而在无氧的太空时，能利用自身携带的液氢和液氧作燃料。这种空天飞机的发动机就遭受着比“早穿棉袄晚穿纱，围着火炉吃西瓜”更为恶劣的温度变化的折磨。它的发动机燃烧室温度高达3000℃～3500℃，在这一温度下，现有的任何一种材料都会熔化。因此燃烧室要用液氢进行冷却，这样燃烧室的内外温度就相差三四千摄氏度，即内壁要承3000℃～3500℃的烧烤，而外壁要承受零下200℃超低温的冷冻，再“健康”的材料也受不了。
因此日本的科学技术厅在1987年专门成立了一个科研小组，并制定了一个“开发倾斜功能材料的研究计划”。所谓倾斜功能材料，就是在温差极大时，既不怕热也不怕冷的材料。这个计划实现起来也不是轻而易举的，所以准备用五年时间完成。但日本人也大搞集中优势兵力，组织了20来个一流的企业、6个国家级研究所、9所大学和3个团体的科研成员进行攻关。结果在1988年就研制成功一种铜和二硼化钛“交错”而成的倾斜功能材料。这种材料在表里温度相差800℃、表面温度高达1500℃时能够顺利工作。不过离空天飞机发动机的要求还有一段距离。
为什么这种材料有如此性能呢？原来这种材料沿厚度方向的化学组成是逐渐变化的。即材料的一面是100％的铜，它能耐冻；而另一面是100％的二硼化钛，它非常耐热。但在两个表面之间，铜和二硼化钛交错地“倾斜”着减少。即铜由100％逐渐变化到0，而二硼化钛从铜的一面由0逐渐变化到100％，即“倾斜”地增加。由于冷热两边之间的材料成分是逐渐变化的，因此其热胀冷缩的变化很平缓，不会引起破裂。这种材料必须用特殊工艺才能生产出来。大致过程是：在计算机控制下，让一个圆盘中的铜、硼、钛和二硼化钛四种原材料粉末的比例逐渐变化，并在圆盘中一层一层地叠在一起，然后放在200℃的真空室中抽出其中的气体，再加压使其体积压缩到原来的60％～70％。这时把它放在一个密封的反应室内，用电加热圆盘的一面，这时在这些粉末之间立即发生化学反应而产生大量的热，并像点燃的导火线一样以每秒0.1～0.15厘米的速度，由圆盘的一面自动向另一面蔓延，化学反应产生的热使粉末烧结成密实的倾斜功能材料。
这种特殊的工艺方法叫自蔓延燃烧法，用它可以生产出各种需要和不同用途的倾斜功能材料。倾斜功能材料在核反应堆和医学中也大有用武之地，核反应堆的内侧要求耐辐射的陶瓷；而外侧要求导热性良好的高强度金属。牙科医生则用倾斜功能材料制造人工牙。如牙根用多孔磷灰石，牙外露部分用高强度陶瓷，牙中心部分用高韧性材料。镶入这种牙后，人体细胞可以长入有许多微孔的碳灰石牙根中，使牙齿牢牢地固定在牙床上。
电流变材料
我们通常看到的液体变为固体或固体变为液体，或者液体变为气体和气体变为液体，似乎都只和温度有关。比如水吧，冷却到0℃就变成固体的冰，加热到100℃就变成水蒸气。当然，这种变化也和压力有关，例如在西藏高原，水不到100℃就会沸腾变成蒸气，因为那儿的气压不到一个大气压。
但世界之大无奇不有。那是在1947年，有一个叫温斯洛的美国人，用石膏、石灰和碳粉加在橄榄油中，然后加水搅拌成一种悬浮液，他想看看这种悬浮液是不是能导电。在试验中，他意外地发现一个奇怪的现象。即这种悬浮液在没有加上电场时，可以像水或油一样自由流动；可是当一加上电场时，几毫秒内就立即由自由流动的液体变成固体。而且随电场强度即电压的增加，固体的强度也增加。并且这种现象也能“反过来”进行，即当撤消电场时，它又能立即由固体变回到液体。
因为这种悬浮液的状态可以用电场来控制，科学家也把它叫作“电流变体”，并把这种现象称为“温斯洛现象”或“电流变现象”。温斯洛还为此申请了专利。他的发现和试验在科学家中引起了极大的兴趣和热情。因为这种能用电场控制来改变物质状态的现象，有可能用来实现把高速计算机的电信号指令直接变成机械动作。
近几年科学界正在研究有“感觉”和有“知觉”的仿生智能材料，而电流变体正好适应这一要求，因为智能材料的显著特点之一就是能随外界环境的变化自动调节其功能。例如电流变体能随施加的电压不同而改变自身的强度，因而可以充当智能材料的“肌肉”。因为一使劲（加上电压）肌肉就变硬，肌肉一放松（撤掉电压）身子就变软。电流变体通过开闭电场也能变硬和变软，其作用就相当于“肌肉”。
1991年，美国科学家甘迪还用电流变体研制了一种能自动加固的直升机水平旋翼叶片。当叶片在飞行中突然遇到疾风而猛烈振动有可能断裂时，叶片中事先埋入的电流变体就可变成固体实现自动加固。总之，电流变体的应用有可能开辟一个新世界。
