所谓智能材料，顾名思义，就是一种能" 感觉" 出周围环境的变化，并且能针对这一变化采取相应对策的材料。当它接受到我界的震动，压力、声音、温度、电磁波等物理量的变化时，其性状亦随之变化。智能材料是指那些能对环境产生反应的液体，合金、合成物、水泥、玻璃、陶瓷和塑料等材料，应用领域十分广阔。

    将智能材料应用于建筑桥梁中，不但可以检测出建筑物在长期使用或在遭受地震、狂风，载重车辆通过时产生震动后可能出现的隐患和潜在的危险程度，而且可以自动修复和加固，这将会减少很多意外的发生。

     为了确保各种建筑物的安全，美国的建筑学家从20世纪90年代初开始研究能" 呼救" 和自我修补的智能型混凝土。就是在混凝土中埋入大量事先装有" 裂纹修补剂" 的空心纤维。一旦建筑物混凝土开裂，空心纤维也随之开裂，并流出修补裂纹的粘合剂，把裂纹牢牢粘在一起，形成自愈混凝土结构，达到自我修复的目的。由于这种智能混凝土具有活的机物属性，可以感觉到裂纹，并将裂纹自行修复好，因此，能够延长混凝土结构的寿命，减少灾害的损失和必要的维护工作，提高了建筑物的安全性。这种智能材料称为" 被动式" 智能材料。

    形状记忆材料是指对形状有记忆功能的材料。如果改变了它的形状，可以在一定条件下恢复其原来的形状。形状记忆合金类金属可以变形，并在设定的温度下恢复原来的形状；镍钛合金在受热时，具有在受控状状态下，从变形后的形状，恢复到原来形状的能力；电流变和磁流变液体是指将这些液体放在电场或磁场中时，它们的粘度在几毫秒内就会大大改变，甚至立即变成固态。美国的另一些建筑专家正在研究一种" 主动式" 智能材料。他们的方法是在混凝土中埋入光导纤维或微型电子芯片和传感器，在建筑物出现问题时，能使建筑物自动加固。例如，将形状记忆材料或电流变材料埋入建筑材料，其中的传感器得到某部分出现裂纹的信号后，计算机就会发出指令，使事先埋入建筑物中的微小液滴变成固体而自动加固或使形状记忆合金发生相变以增加混凝土强度。在玻璃纤维增强环氧树脂复合材料中，埋入镍钛形状记忆合金及光纤和电阻应变丝传感器阵列，可以检测材料中的受损部位，然后由计算机控制的执行系统对相应受损位置的形状记忆合金进行加热，激发其产生相变，使复合材料结构中的受力状态自动适应原有设计的受力条件。美国弗吉尼亚技术研究院的机械工程师正在研究用智能材料减弱或抵消由地震引起的破坏性振动。在一种复合材料内植入一些形状记忆合金纤维，这些纤维像肌肉一样，可以改变形状和松紧，即当形状记忆合金通电时，温度增加，这时它像绷紧的肌肉一样，增加了梁的刚性并由此控制梁的固有振动频率。

    研究者又把这根可以通电后绷紧的梁粘结在一根支柱上，迫使其振动，然后再用计算机操纵一个控制形状记忆合金纤维通电的规则系统，用来改变梁的刚性以抵消外来的振动，使建筑物的寿命大大延长。实验结果证明，埋有形状记忆合金丝的智能材料，其抗震能力增加了10倍。

    智能材料系统最成熟的应用之一可能是主动结构声控。声控的目标就是减少由于这些结构的振动而引起的声辐射。美国密执安州立大学复合材料与结构中心实验室的M.V.Gandhi等人在1988年6 月首次公布了将电流变体与复合材料相结合的智能复合材料的研究结果。他们在复合材料悬臂梁的空腔内注入电流变体，通过外加电场改变其状态，从而实时控制梁的刚度、阻尼，实现了对建筑物结构整体振动的主动控制。

     1111日本东京大学柳田博明等人将碳素纤维和玻璃纤维组合，埋入混凝土中，以检测混凝土的应力状态和形变量。两种纤维在电学性能及力学性能方面的互补性，使纤维在增加强度的同时，还能通过纤维电阻的变化，分析出混凝土中的受力状态、形变程度和破坏情况，起到诊断裂纹和警报损伤甚至预测服役寿命的作用。他们已经把这种智能材料成功地应用于银行等重要结构设施的防盗报警墙体。

    日本人期望在将来，造价昂贵及重要的桥梁和建筑物都能够用上这种智能材料，实现在位即时监控：当建筑物结构体受到破坏和损伤时能即刻发出早期警报。

    目前，已有在桥梁上采用光纤智能结构以对桥梁的性能实现长期监测的实例。

    例如，Kererkusen的Schiessbergstrasse大桥上，设计者们将光纤埋入收缩量很小的合成树脂砂浆中，组成预应力筋，每根预应力筋中安装两只光纤传感器，实现了长期监测。1993年，在加拿大的Calgary 建造了一座新型的两跨度公路桥，名为Baddington Trail. 在这座桥梁的桥墩部分首次采用了碳纤维复合材料替代混凝土中的钢筋，这是因为采用钢筋目前仍存在着较为严重的腐蚀现象，采用碳纤维会避免这一问题。同时，这座桥梁的另一创新之处还在于桥梁中布置了光纤维布拉格光栅传感器，以监测使用过程中碳纤维符合材料替代钢筋的效果及桥梁内部的应变状态。一个四通道的纤维激光解调系统定期检查光纤传感器的输出。

    在这座桥梁中一共埋入了18只布拉格光栅光纤传感器，其中15只在桥梁建成以后仍保持完好。为了补偿温度的影响，桥梁中还埋入了传感器以测量温度。

    碳纤维是20世纪60年代发展起来的一种高强度、高弹性模量、轻质、耐高温、耐腐蚀，导电性能良好的纤维状碳素材料。将碳纤维加入混凝土中，则可形成智能混凝土。我国的沈荣大等人研究的一种对压力敏感的压敏混凝土材料，有较好的特性实用性。他们在混凝土中加入1%的碳素短纤维后，其电阻会随所承受压力而明显变化。根据电阻变化的特征，可以判断出混凝土材料的安全期、损伤期和破坏期，达到诊断效果。将这种符合材料做成规则块状传感器，埋入大型混凝土结构中，并辅以网络结构系统，可以判断出大型构件所受压力的位置的受力面积的大小。如果内部各个部位的温度不同，会产生电动势差，进而可以通过检测各部各部位电动势的变化，来判断大型结构部件内部温度场的分布情况，形成所谓温敏混凝土。还可以利用电热效应对混凝土结构加热，研究者称之为自适应混凝土。这些将碳素纤维复合材料与光纤传感器结合形成的结构，可望应用于三峡等大型工程的一些重要位置。

    随着科学技术的发展，智能材料在建筑工程上逐步得到应用，它将为人类防震减灾做出巨大贡献。