棉、毛、丝、塑料、橡胶等高分子化合物是衣、食、住、行和工农业生产各方面都离不开的材料。随着物质文明和精神文明都高度发展，天然的高分子材料已经不能满足人类日益增长的物质文化生活需求；所以人类开始探求人工合成高分子材料。由于科技的发展和近代化学、化工科学技术的迅速发展，人类合成了自然界中没有的高分子材料，满足了人类发展的需求。
高分子又称聚合物，一般是由许多结构单元通过简单的共价键结合而成。如常见的聚氯乙烯（PVC）是由结构单元氯乙烯（CH2＝CHCl）重复连接而成，其分子式可写成是由两种结构单元和多次重复连接而成的。高分子的组成元素不多，主要是碳、氢、氧、氮等，但是相对分子质量很大，一般在一万以上，有的可高达几百万，高分子也是因此而得名的。同一种物质随着其聚合度的增加，相对分子质量由小变大，当聚合成为高分子后就能表现出与小分子截然不同的性质。例如，高分子具有可塑性，所以能够做成一定形状；具有了成丝性，所以可以把高分子拍成纤纤细丝；具有了成膜性，所以能展成很薄很薄的膜片。
随着高分子概念的提出，高分子材料形成了材料王国中的一支坚强有力的队伍。目前又有一种高分子智能材料出现在人类的生活中；这类物质是通过有机合成的方法，给无生命的有机材料以“感觉和直觉”，也即我们所说的智能材料。这类材料在实际中已有了应用，并成为各国科技研究者的重点研究课题。
在人类的发展过程当中，为了防止野兽的袭击和驱寒，开始学着动物的外壳以及动物的巢穴筑造房屋。随着社会的进步人类的建筑智慧已经发生了质的飞跃。在人类的建筑史上的著名建筑到现在仍然使初次欣赏它的人叹为观止。
为了使人类的居住条件，更加的舒适美好；科学家正在研制一种称为云胶的材料，这是一种能自行调温调光的新型建筑材料，是水和一种聚合物的混合物，低温状态下呈现透明的胶状半流体；当温度升高的时候变成白色；这一变化（变色）过程是可逆的。
从结构组成来说，聚合物的有一部分油质成分，在低温的条件下，油质成分把水分子以一种冰冻的方式聚集在这种聚合物纤维的周围，就像一件用冰做成的紧身衣；这种聚合物是成串排列起来的，呈透明状，可以透过90％的光线。在温度逐渐地升高到一定的范围内时，聚合物分子和水沸腾时的情况相类似，并抛弃他们的“紧身衣”，这时的聚合物纤维就聚合在了一起。到这时候，“云胶”又从清澈透明的无色变为白色，能阻挡90％的光线；这种变化可在2℃～3℃的温差范围内完成。
于是科学家就这样的设想，如果建筑物的外在材料具有这样的特性，就可以适应周围的环境。冬天的时候，就变成透明的，让阳光照射进来；到天气转暖的时候，就变得半透明。一个装有云胶的天窗，当太阳光从天空的一端移向另一端时，能提供比较恒定的进光量，充满云胶的多层玻璃，不仅可用作天花板，而且可用作墙壁。
再让我们把目光转向欧洲的德国，看看他们在高分子智能材料方面的发展，在德国在高分子智能材料方面同样取得了一定的进展，著名化学康采恩巴斯夫公司研制成功的智能塑料，可以按人们的需求而变化。
这种智能材料是由这家公司的工程师舒勒发明的，被称为“施马蒂斯”的塑料。当舒勒在烧杯中倒入一种乳白色流体后用一根金属棒不断地搅拌，乳白色的液体逐渐变稠，最后变成一块硬块，接着硬块又在顷刻之间变成液体。如果这时急速把金属棒从液体中抽出，液体就会像胶水一样把棒拉住；所以只有非常缓慢地提起，才能从其中抽出金属棒。对于这种现象舒勒解释到：造成这种现象的原理是由于该种塑料的溶剂是水，其微小的颗粒排列整齐时呈液体状，受到干扰时就呈固体状，因而人们可通过各种外因来变换它的物理状态。例如，该塑料能自行消除外来的撞击，特别适合于做车辆的缓冲器，用这种塑料制成的油箱即使被坦克压过也不会破裂；能提高住房的抗震性能；如果在桥梁钢架上套上一层用这种塑料制成的微型管道网，其中储存有防锈剂，一旦钢架生锈，管道会自行溶解，释放出防锈剂；利用这种原理制成的胶囊、丸病，只有体内指定部位才释放出药物，所以能大大的提高药效。
如果将这种智能材料运用到医疗当中，即将薄膜做成胶囊状，把消炎剂放入里面，然后将胶囊埋入发炎部位，胶囊可依据患处发炎而引起的温度变化，及时释放出药剂，达到预期的治疗目的和治疗效果，而且还能提高药效和预防疾病的发生。
在食品工业方面，利用人工膜可研制出“辨味机器人”的味觉感知器，并可改进或制造所需的各种食品成分。
再比如说用薄膜技术来浓缩葡萄汁，可以提高葡萄酒的味质；还可以用薄膜技术制造低盐分酱油、纯化果汁，给食品着色等。这项技术不仅能改进和提高食品质量，增强人的食欲，而且还能扩大食品的销售市场，提高食品工业的经济效益。
随着科技的不断向前发展，高分子智能材料也在默默的发生着可喜的变化；把高分子材料与传感器结合起来，已经成为智能材料的显著的特点。意大利在研制有“感觉”功能的“智能皮肤”，已处于世界领先地位。1992年，意大利比萨大学工程专家德·罗西根据人类皮肤有表皮和真皮（外层和内层）组织的特点，为机器人制造了一种由外层和内层构成的人造皮肤，这种皮肤不仅富有弹性，厚度也和真的皮肤差不多。
为了使人造皮肤能“感知”物体表面的质感细节，德·罗西的研究小组还研制了一种特殊的表皮，这种表皮由两层橡胶薄膜组成，然后在两层橡胶薄膜之间到处放置只有针尖大小的传感器，这些传感器是由压电陶瓷制成的，在受到压力时，就会产生电压，而且产生的电压与受到的压力成正比关系。
根据有关的报道说，德·罗西制成的这种只有针尖大小的压电陶瓷传感器非常的灵敏，对纸张上凸起的斑点都可以感觉的到，可以灵敏地感觉到一片胶纸脱离时产生的拉力，或灵敏地感觉到一个加了润滑剂的发动机轴承脱离时摩擦力突然变化的情况，迅速作出握紧反应。基于智能材料这些优良的特性，美国的一些桥梁专家正在研究主动式智能材料，能使桥梁出现问题时自动加固；美国密执安大学则在研究一种能自动加固的直升飞机水平旋翼叶片，当叶片在飞行中遇到疾风作用而猛烈振到时，分布在叶片中的微小液滴就会变成固体而自动加固；人们还研究一种住宅用的“智能墙纸”，当住宅中的洗衣机等机器产生噪音时，智能墙纸可以使这种噪音减弱，相信随着科技的不断进步和人类的潜心研究，智能材料的发展前景一定会更加的光明。
综上所述，高分子智能材料已经成为材料科学中的一颗璀璨的明珠，世界各国的科学家也在这个方面做出了勤奋的努力，相信智能高分子材料家族会越来越兴旺。从人类历史的发展来看，从石器时代到现在的信息时代，每一种新的材料的出现，都会给生产力以无限的生机和活力，大大的推进了人类物质文明和精神文明的进步。我们可以想象当高分子智能材料真正的出现在我们人类的生活中的时候，它必将改变我们人类赖以生存的环境，把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平。
塑料
塑料制品几乎天天都会映入我们的眼帘。其实塑料就是以天然的或合成的高分子化合物为主要成分，在一定的条件下塑制成型，产品最后能保持形状不变的材料。根据塑料受热后性能的变化，可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料主要是具有线型或带少量支链的结构，它在常温下是固体，可反复加热软化、冷却固化，是一种可反复塑制、可回收再用的材料。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、尼龙（聚酰胺）、塑料王等。热固性塑料主要具有网状的立体结构，受热不能软化，不能反复塑制，因此，不能回收再利用。常用的热固性塑料有环氧树脂、酚醛树脂、脱醛树脂、聚氨酯等。下面就简要的介绍几例有关这方面的塑料：
一、酚醛塑料
酚醛塑料是第一种人工合成的高分子。在20世纪初，随着电力和电器工业的发展，需要使用大量有绝缘性能的材料，当时应用最广的是虫胶。虫胶是一种漆片，它是从东南亚的一种叫紫胶虫的昆虫中分泌出来的淡黄色的天然树脂，可以铸塑成各种绝缘材料。由于虫胶制品比传统的陶瓷绝缘材料的性能好，因此对虫胶的需求量与日俱增。而当时虫胶的产量却非常有限，化学家就着手研究、寻找虫胶的代用品。究竟如何下手呢？对于任何的一项研究，在开始的时候都非常的有必要查阅和这项研究有关系的文献资料，了解前人有没有做过这方面研究和可借鉴的经验，以更好的完成研究。
化学家贝克兰德从文献上查到，早在1872年，著名化学家，有机合成燃料的奠基人——拜耳曾做过这样的实验和研究：把苯酚（俗名石炭酸）与福尔马林（即甲醛）混合起来，就能生成一种树脂状的物质。这种物质被加热以后要发泡并产生恶臭；但是当冷却过后就又会凝固成坚硬而多孔的不溶于水的灰色固体。著名的德国化学家克莱贝格也做过类似的实验，发现苯酸和甲醛反应而生成的树脂状化合物，在冷却时硬如岩石，即使用盐酸加以处理，也不会被溶解。
这是一项非常有价值的反应，但是当时却没有引起人们的注意；贝克兰德意识到，苯酚和甲醛反应nC6H5OH＋nHCHO→±nH2O后的产物性能是否可以通过改变两者反应的条件而达到理想的性能呢？于是他精心的准备了实验的前期工作，还专门地设计了一套设备，这套设备的反应室中的气体压力可以通过抽真空而低于外界大气压，用盘旋在反应室内外的蛇形蒸气管间接加热代替直接加热。在不同的温度和气压的条件下，他用比例不同的原料，制得了性能各异的酚醛树脂。
酚醛树脂是一种性能非常优越的材料，其强度和硬度比钢铁大得多，但是却比钢铁制品轻得多；同时质地紧密，可铸塑成型以及进行机械加工；可以染色；性质稳定，对热、酸、气候变化不敏感；它具有良好的绝缘性能，是良好的导体。例如，木材用酚醛树脂浸透后会变成非常硬而结实且有韧性的材料，能耐酸和水蒸气的侵蚀。把酚醛树脂放在模具中，在冷却后就可以铸塑成各种形状的清亮、坚硬、琥珀色的树脂状固体。因此，酚醛树脂不仅在绝缘材料上代替了虫胶，而且在社会的其他方面也得到了广泛的应用。
二、聚乙烯塑料
聚乙烯是世界上用途最广的塑料之一。它具有优良的耐低温的特点，并且无臭、无毒；在实际的操作当中聚乙烯的最低使用温度可达到－100℃～－70℃；性质稳定，能耐大多数酸、碱的侵蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小；电绝缘性能优良。在日常的生活当中，聚乙烯的应用范围很广，除了制成薄膜而广泛用做食品、医药用品等的包装外，还用来制作板材、纤维、日用杂品、绝缘器材等。
三、塑料之王
由四氯乙烯聚合而成的塑料王，耐热性非常非常的好，具有洁白半透明的外观，手感与蜡状的物体相似，能耐260℃的高温，可以在这个温度条件下长期使用。化学性质非常的稳定，除熔融的金属铀和液体氟之外，能耐一切化学药品腐蚀，即使在王水中持续的煮沸也不会发生性质上的变化；自润滑性非常的好，是世界上最光滑的材料之一；表面粘性差，所以具有有突出的表面不粘性，几乎任何有粘性的物质皆不能粘附在其表面。将它加工为板、管、棒、带、膜等型材，可适用于耐腐蚀要求较高的场合；也用于制雷达及高频通讯器材、人工血管、人工肺、登月服的防火涂层等；可以制成无需加润滑油的轴承；如果在滑雪板、输物轨道内层贴上一层这种塑料，将会大大提高速度；现代家庭常用的不粘钢就是在锅的表面涂上了一层四氟乙烯聚合物，用这种锅煎鸡蛋时，即使不用油，也不会把鸡蛋烧焦。
四、泡沫塑料
在大家的印象当中，泡沫是一种非常轻的物质，同样泡沫塑料是也是塑料家族里的非常轻的一员。这种塑料是普通塑料经过泡沫化制得的，制作过程就是在塑料生产过程中，在原料中加入“发泡剂”，当温度升高的时候，“发泡剂”就会分解产生大量气体，这些气体在塑料内来回的动，就会使塑料像面包一样充满小孔。塑料经过发泡后，体积可增加好几倍。与普通塑料相比，泡沫塑料有许多突出的优点和用途：①泡沫塑料具有隔热、隔音、电绝缘以及不透水等优点。因此，可用做冷藏库、广播电台、电话局和影剧院等的隔热、隔音材料。②泡沫塑料遇到外力作用时，能将外力吸收或分散。因此，如用泡沫塑料制成可压扁的汽车方向盘，可减小汽车发生突然碰撞时，司机撞在坚硬的方向盘上而受伤。③泡沫塑料具有强大的浮力和不透水性，可用它来制救生艇、救生圈。一艘可乘20多人的泡沫塑料制的小艇，通常重量不超过30千克，且即使充满水，小艇也不会下沉，因为它的密度很小。
五、导电塑料
塑料是一种绝缘体，这是大家在日常生活中的常是，但是随着科技的不断地进步，科学家通过在塑料中掺杂各种导电性的物质如金属、石墨粉等，经过一定的制作方法使塑料的电导率大大的提高，使塑料变成了导体。虽然塑料的这一电导率还只够半导体的水平，和金属导体的导电能力相比还有一段很远的距离，但这一划时代的成就，已经引起了世界各国科学家的兴趣。经过科学家们的艰苦努力使导电塑料的品种不断增多，导电性不断得到提高，在20世纪90年代制成了导电能力接近铜的塑料。
由于导电塑料的特殊性能，所以它正越来越被科学家所关注，已有不少成功应用的范例：（1）制作电子器件的罩壳由于当今电子器件的快速发展，使电磁波的互相干扰造成的危害越来越大。如果用导电塑料来制造电子器件的罩壳，可以屏蔽机器本身发出的电磁波，减少电磁波的干扰。
（2）做电池的材料由于导电塑料吸收的光谱和太阳光谱几乎相同，因此导电塑料能把太阳光中几乎所有的能量都吸收进来，它是制作太阳能电池的理想材料。由于导电塑料质轻、抗腐蚀性好，用它制作电池，既可大大减轻电池的重量，又可提高电池的能量密度。
