금속 재질은 이전에 인체 기관과 조직을 대체, 강화 및 복구하는 데 사용되었습니다. 이 재료들은 강도, 내마모성, 피로에 대한 요구 사항을 충족시켜야 할 뿐만 아니라, 무독성, 인체 조직 무병변과 같은 생물학적 기능과 생리적 호환성을 갖추어야 하며, 인체 내 각종 체액에 대해 충분한 침식력을 가지고 있어야 한다. 금속 생물의용 재료는 주로 스테인리스강, 코발트 크롬 합금, 티타늄 합금이다. 이 가운데 스테인리스강과 티타늄 합금의 생리호환성이 가장 좋다. 인공 심장 판막, 척추봉, 두개골 (백금, 티타늄, 지르코늄 합금판) 과 같은 것들이죠. 또한 은주석 합금, 코발트 크롬 합금 및 니켈 크롬 합금은 치아 복구 및 교정에 사용됩니다.
둘째, 스마트 소재
스마트 소재란 소재나 구조에 센서, 신호 프로세서, 통신 및 컨트롤러, 실행기를 이식하여 재질이나 구조에 자체 진단, 어댑티브, 손상 등 지능형 기능과 생명 특징을 부여하는 것을 말합니다. 예를 들어 건물, 다리, 댐, 발전소, 비행기 등의 상태 모니터링. , 진동 및 모양의 자기 조정, 손상된 자기 치유 등. 일반적으로, 금속 재료가 사용 과정에서 피로 손상이 발생하면 도태되고 대체되는 것을 의미하며, 유기체와 비슷한 자기예감과 회복 기능은 없다. 특수 처리를 통해 손상 경보를 부여하는 기능을 통해 손상을 복구할 수 있으므로 이 재질은 "스마트" 특성을 가지고 있습니다. 알루미늄 합금에 붕소 입자를 합성하면 합금이 손상되면 음파가 발생하고 사운드 송신기가 신호를 받고 즉시 경보를 보냅니다.
셋째, 저차원 기능성 소재
저차원 기능성 재질은 대형 3 차원 재질에 비해 2 차원 재질 (박막 재질), 1 차원 재질 (섬유 재질) 및 0 차원 재질 (나노 재질) 으로 나눌 수 있습니다.
박막재료 (예: 금강석 박막) 는 최근 몇 년 동안 급속히 발전하여 그 특수한 물리적 및 기계적 특성으로 인해 광범위한 잠재적 용도를 가지고 있다. 자원과 가격 요인으로 인해 실제 적용은 크게 제한되었지만, 현재는 극히 희소한 것으로 여겨졌던 이 재료는 일반 설비만 생산할 수 있다. 용융 금속 급냉 기술, 화학 기상 퇴적 (CVD), 물리적 기상 퇴적 (PVD) 등의 제비 기술의 발전과 응용으로 박막 재료가 빠르게 발전하고 있다. 정보화 시대에는 정보 기록 및 저장을 위한 금속 박막 재료가 최근 몇 년 동안 매우 활발한 연구 분야가 되었다. 예를 들어 1985 년에 출시된 자기 디스크는 반복적으로 읽고 지울 수 있으며, 자성 필름을 이용하여 광학 정보를 저장하는 장치입니다.
대량의 금속 섬유 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 중합체 섬유, 광섬유와 같은 복합 재료의 강화제 및 구조 재질로 사용됩니다. 최근 몇 년 동안 세라믹 베이스와 금속 베이스 재료가 발달하면서 금속 위스커 (즉, 지름이 미크론 이하인 선형 금속 결정) 와 산화물 위스커 (예: Al2O3) 가 개발되었습니다.
나노 재질은 일반적으로 100nm 보다 작으며 몇 nm 까지 낮출 수 있는 0 차원 재질입니다. 그것들의 특징 중 하나는 표면이 매우 발달하고, 표층의 원자가 모든 원자의 비율이 매우 높기 때문에 매우 특수한 성질이 많다는 것이다. 나노 금속 분말의 전자기 성능은 강자성, 상자성, 저온 절연 등 크게 달라졌다. 금속 나노 입자의 빛에 대한 반사 능력은 1% 로 낮아져 거의 흑체가 될 수 있다. 이를 바탕으로 사람들은 레이더의 탐지와 추적을 피할 수 있도록 전자기파 흡수율이 높고 반사율이 매우 낮은 스텔스 물질을 비행기에 개발했다. 나노 소재는 응용 가능성이 매우 높은 신소재이다.