“电鼻”学名叫“气体检漏仪”，是发现危险气体和检查危险气体浓度的仪器。它是怎么“闻”到气味的呢？原来，这个仪器中装有一种金属氧化物材料，叫气敏半导体。由二氧化锡、氯化钯等材料混合烧结制成，它的表面吸附着氧分子。当仪器靠近易燃、易爆气体时，这些气体很容易和氧结合，夺走氧，警报器便发出信号。气体消散后，即可再次使用。
“电鼻”对许多气体都反应非常灵敏。例如它能把百万分之一浓度的氢气指示出来；对冷冻机、电冰箱中用的氟利昂，哪怕只有十万分之一的浓度，它就能“闻”出来；对剧毒的一氧化碳，人鼻子闻不出，“电鼻”也很灵敏。
目前，“电鼻”能够“闻”出的气味已有40多种，包括苯、染料、油漆、氨、树脂、瓦斯和酸等。它可以很负责地担任气体检漏、浓度测定、报警等工作，在石油、化工、矿山、仓库、环境保护及科学研究等部门很有用处。另外，人们还根据“电鼻”的原理研制出了一种“电子警犬”，它比狗的鼻子还要灵敏一千倍，已开始用于侦缉破案工作。
眼，明察秋毫；耳，能探微音。人的耳朵是灵敏的声音接收器。可是有一种“电耳”要比人耳高明许多倍，它的专业名称叫“声呐”，是利用超声波在水中进行通信和探测的一种仪器。声呐发射机发出的超声波，碰到水中的物体便会被反射回来形成回波，并由接收机接收。根据超声波从发出到返回的时间，声呐便可以发现目标并探测两者之间的距离。
声呐的探测和接收元件，是用一种所谓压电陶瓷制成的。这是一种具有压电特性的陶瓷材料。压电效应是1880年由法国科学家皮埃尔·居里兄弟发现的。他们在研究石英、电石、酒石酸钾钠等晶体的过程中，发现这些晶体在一定温度下受压时会有信号产生；在通电时，又会发生形变。后来，人们便利用这种奇特的压电效应，将机械能转变成电能，或把电能转变成为机械能。如果把电子振荡器产生的几万周的振荡电流加到压电晶体上，使薄片周围的水也随着发生波动，这就是超声波。装有“电耳”的潜水艇就是凭借压电晶体所发出的超声波以及接收的回波，来发现敌舰、水雷、暗礁以及冰山的。
目前，常用的压电陶瓷材料，主要是钛酸钡陶瓷、锆钛酸铅陶瓷及以其为基础的三元素陶瓷等。
功能高分子材料是在某领域具有特殊性能的人工合成材料。一部分功能高分子材料的用途已为人们所熟知，占有稳定的市场，如通用塑料等，而另一些独特的功能材料正在扩大使用范围，留给人们深刻的印象，逐步建立起不容置疑的地位，如集成电路用的感光树脂、电子照相用的光导电性树脂、海水淡化用的离子交换树脂、回收废污水中重金属离子的整合树脂、人造肾脏渗析的中空纤维等。
下面让我们举例说明这些功能高分子材料的重要性。如加有A3F5掺杂剂的聚乙炔和聚苯硫醚都是能导电的塑料，这些聚合物在结构上和一般塑料没有什么不同，但外表看起来却非常像金属，它们的导电性接近于金属铅，所以又称“塑料金属”，因为它们既能导电，又具有重量轻的特点，因此有广泛的用途。美国新研制出的一种塑料蓄电池，就是采用这种塑料做电池的电极，它的体积小，重量轻，可以提供常规铅蓄电池10倍的电力，并且在长期使用过程中不需要维修，充电次数可达1000次以上。还有一个优点即塑料电池是密封的，不会释放出有害的化学物质和气体污染环境。
选择性吸收高分子功能材料也是功能材料的新秀，它优于碳吸附剂。因为规则的高分子碳化物，具有可控制的选择吸收性，如碳化聚丙烯腈吸附硫醇的能力，比活性碳高10～20倍，用于冷库、空气净化机可以消除臭味；碳化聚乙烯醇具有分子筛的作用，筛目可以控制，能用它分离氧、一氧化碳和氢气等；选择性整合树脂，能与特定的金属离子形成络合物，可用于工业废水回收有害金属或化工溶液除去金属离子。
生物高分子材料的产量增长很快。例如具有肾脏功能的人工肾脏渗析器由中空纤维或膜组成，年产量达到数百万只；能渗透氧和二氧化碳的人工肺有机硅胶膜，年产量近万只；人造血液（聚乙烯基吡咯烷酮）也有商品供应。
减阻功能分子材料给许多工业部门带来了福音。例如，在流体中加入某些微量的高分子材料，可使流动阻力大大降低。水中加入25ppm的聚环氧乙烷，就能使水管中的阻力下降75％，出水率增加好几倍，可用于灭火水管等；在油田开采中加入聚丙烯酰胺和聚丁烯类聚合物，就会使用原油易于从岩石缝隙中渗出和在输油管中通过，多出油和减小远程输油中的油量及能量消耗。
保温功能高分子材料对农业有重要意义，这种用纤维素或淀粉与丙烯酸的接枝共聚物有很强的吸水能力，能吸收自身重量300倍的水分，其中95％可供植物吸收，因此起到了地下小水库的作用。施用保湿剂后，小麦产量可提高15％，大豆产量可提高25％。
有的科学家指出，近年来，一种“革命”材料已悄悄地走出实验室而进入了工程界各个领域。这里的“革命”材料实际上是指高分子材料，不久之后它就会成为无处不在的万能材料了。
合金材料
在开发先进合金方面，发展方向主要为：最大限度发挥原有合金的潜力在某一方面而不是全面地提高合金的性能；不同的成分承担不同的性能要求，达到取长补短的目的；开发全新的合金等。
高温合金高温合金是指那些在极高温度下能满足工作的金属材料。它出现于20世纪30年代，它的发展动力首先来源于航空发动机的需要，特别是40年代末喷气发动机问世以来，对优质高温合金的需求日益增加，同时，它的使用范围也扩大了。
高温合金是依靠“固熔强化”、“金属间化合物强化”及“碳化物强化”三合化机理不断得到增强。在70年代以前，高温合金耐热的发展速度大约每年提高10℃。例如涡轮叶片最初使用的耐热钢，工作温度只有550～650℃，到70年代已达到1050℃。继续提高镍基和钴基高温合金的工作温度越来越困难，因为这样高的温度已接近基体金属镍和钴的熔点（镍的为1453℃，钴的为1495℃）。很明显，合金的潜力几乎被挖尽，上面几种强化方法再也难以奏效。于是，科学家只好求助于设计和工艺的改进来满足工作温度的要求。
超塑性合金
超塑性合金是指那些具有超塑性的金属材料。超塑性是一种奇特的现象。具有超塑性的合金能像饴糖一样伸长10倍、20倍甚至上百倍，既不出现缩颈，也不会断裂。金属的超塑性现象，是英国物理学家森金斯在1982年发现的，他给这种现象做如下定义：凡金属在适当的温度下（大约相当于金属熔点温度的一半）变得像软糖一样柔软，而应变速度10毫米秒时产生本身长度三倍以上的延伸率，均属于超塑性。
最初发展的超塑性合金是一种简单的合金，如锡铅、铋锡等。一根铋锡棒可以拉伸到原长的19.5倍，然而这些材料的强度太低，不能制造机器零件，所以并没有引起人们的重视。
60年代以后，研究者发现许多有实用价值的锌、铝、铜合金中也具有超塑性，于是前苏联、美国和西欧一些国家对超塑性理论和加工发生了兴趣。
特别在航空航天上，面对极难变形的钛合金和高温合金，普通的锻造和轧制等工艺很难成形，而利用超塑性加工却获得了成功。到了70年代，各种材料的超塑性成型已发展成流行的新工艺。
现在超塑性合金已有一个长长的清单，最常用的铝、镍、铜、铁、合金均有10～15个牌号，它们的延伸率在200%～2000％之间。如铝锌共晶合金为1000％，铝铜共晶合金为1150％，纯铝高达6000％，碳和不锈钢在150%～800％之间，钛合金在450%～1000％之间。
实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率，这时合金本身还要具有极为细小的等轴晶粒（直径五微米以下），这种超塑性称为超细晶粒超塑性。还有一些钢，在一定的温度下组织中的相发生转变，在相变点附近加工也能完成超塑性，称为相变超塑性。
超塑加工具有很大的实用价值，只要很小的压力就能获得形状非常复杂的制作。试想一下，金属变成了饴糖状，从而具有可吹塑和可挤压的柔软性能，因此过去只能用于玻璃和塑料的真空成型、吹塑成型等工艺被沿用过来，用以对付难变形的合金。而这时所需的压力很小，只相当于正常压力加工时的几分之一到几十分之一，从而节省了能源和设备。使用超塑性加工制造零件的另一优点是可以一次成型，省掉了机械加工、铆焊等工序，达到节约原材料和降低成本的目的。在模压超塑性合金薄板时，只需要具备一种阴模或阳模即可，节省一半模具费用。超塑性加工的缺点是加工时间较长，由普通热模锻的几秒增至几分钟。
超塑性的铅合金已经商品化，如英国的Supral100（A—6Cu—0.4Zr）和加拿大的Alcan08050（AL—5Ca—5Zn）。铝板可在300～600℃时利用超塑性成型为复杂形状，所用模具费用降低至普通压力加工模具费用的十分之一，因此它具有和薄钢板、铝压铸件及塑料模压件相竞争的能力。
据推测，最近超塑性成形工艺将在航天、汽车、车厢制造等部门中广泛采用，所用的超塑性合金包括铝、镁、钛、碳钢、不锈钢和高温合金等。
记忆合金
记忆合金指那些改变形状后在一定的条件下仍能恢复原形的合金，它们的成分通常是镍钛、铜锌、铜铅镍和铜金锌等，以50％的镍和50％的钛组成的“镍钛诺”应用最广，最近铜锌合金的发展也很快。
记忆合金变形超过屈服极限后，只要一加热，变形消失后会返回原来的形状，似乎对自己的原形有记忆，因此而得名。记忆合金又是一种超弹性合金，变形大大超过屈服极限后，一旦除去载荷，它能徐徐返回原形，这种超弹性现象又称为伪弹性或橡胶状弹性。
记忆合金的特性是20世纪50年代初期被发现的，金镉、铟铊合金都有这种特性。1958年美国海军军械实验室主任冶金师布勒在研究镍钛合金时，发现镍钛合金棒互相碰撞，发出喑咽而迟钝的声音，可是刚从炉子里取出的镍钛合金相撞时发出了清脆如铃的声音，这就证明温度对这种合金的组织和硬度都有很大的影响。以后布勒又弄清这种镍钛合金的记忆特性和不知疲劳的坚韧性，就把海军军械实验室的英文简写NOL加在合金后命名，组成了“Ntinol”，这就是著名的“镍钛诺”名称的来源。1973年，美国加州劳伦斯实验室的朋克制成了第一台“镍钛诺”热机，立刻使记忆合金名扬四海。
关于记忆合金的原理现在还不十分清楚。一般认为，记忆合金由复杂的菱形晶体结构转变成简单的立方晶体结构时，就会发生形状恢复的记忆。而当记忆合金恢复原形时伴随产生极大的力，镍钛诺合金高达60公斤每平方毫米，远比最初变形时加的力大。一般说来，可达原变形的十倍，这就意味着输出的能量比输入的能量大得多。科学家对此无法解释，物理学家罗沙尔说：
“热力学定律一点没有错的地方，但这些定律就是不适合于镍钛诺”。
形状记忆的温度范围可以调整，例如镍钛诺的形状记忆效应随合金中镍和钛的含量稍微提高一点，形状记忆的温度范围就提高到120℃以上，这样就能制成火灾自动报警器和自动灭火器。
目前，记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面，用记忆合金制成套管可以代替焊接，方法是在低温时将管端内全扩大约4％，装配时套接一起，一经加热，套管收缩恢复原形，形成紧密的接合。美国海军飞机的液压系统使用了10万个这种接头，多年来从未发生漏油和破损。船舰和海底油田管道损坏，用记忆合金配件修复起来，十分方便。在一些施工不便的部位，用记忆合金制成销钉，装入孔内加热，其尾端自动分开卷曲，形成单面装配件。
记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制，已制成室温自动开闭臂，能在阳光照耀的白天打开通风窗，晚间室温下降时自动关闭。记忆合金热机的设计方案也不少，它们都能在具有低温差的两种介质间工作，从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径。现在普遍存在的问题是效率不高，只有4％～6％，有待于进一步改进。
记忆合金在医疗上的应用也很引人注目。例如接骨用的骨板，不但能将两段断骨固定，而且在恢复原形状的过程中产生压缩力，迫使断骨接合在一起。齿科用的矫齿丝，结扎脑动脉瘤和输精管的长夹，脊柱矫直用的支板等，都是在植入人体内后靠体温的作用启动，血栓滤器也是一种记忆合金新产品。被拉直的滤器植入静脉后，会逐渐恢复成网状，从而阻止95％的凝血块流向心脏和肺部。
人工心脏是一种结构更加复杂的脏器，用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合，可以模仿心室收缩运动。现在泵送水已取得成功。
由于记忆合金是一种“有生命的合金”，利用它在一定温度下形状的变化，就可以设计出形形色色的自控器件，它的用途正在不断扩大。
防振合金
