Σενάριο
Φανταστείτε ένα ζευγάρι γυαλιά που οι φακοί του σκουραίνουν αυτόματα όταν βγαίνετε στον ήλιο. Ή ένα μπλουζάκι που αλλάζει χρώμα ανάλογα με τη θερμοκρασία του σώματός σας. Αυτά δεν είναι αντικείμενα από ταινία επιστημονικής φαντασίας, αλλά παραδείγματα εφαρμογών των «έξυπνων υλικών». Τα έξυπνα υλικά, γνωστά και ως ενεργά ή πολυλειτουργικά υλικά, είναι ειδικά σχεδιασμένες ουσίες που έχουν μία ή περισσότερες ιδιότητες οι οποίες μπορούν να μεταβληθούν σημαντικά και με ελεγχόμενο τρόπο από εξωτερικά ερεθίσματα. Αυτά τα ερεθίσματα μπορεί να είναι η θερμοκρασία, το φως, η πίεση, η υγρασία, το pH, ή ένα ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο.
Ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα είναι τα κράματα μνήμης σχήματος (Shape-Memory Alloys - SMAs). Ένα τέτοιο υλικό μπορεί να «θυμάται» το αρχικό του σχήμα. Ακόμα κι αν παραμορφωθεί σε χαμηλή θερμοκρασία, όταν θερμανθεί πάνω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, επιστρέφει αμέσως στην αρχική του μορφή. Αυτή η ιδιότητα τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογές στην ιατρική, όπως τα stents που τοποθετούνται σε φραγμένες αρτηρίες και εκπτύσσονται στη σωστή θερμοκρασία του σώματος, ή σε σκελετούς γυαλιών που δεν σπάνε.
Μια άλλη κατηγορία είναι τα θερμοχρωμικά υλικά, τα οποία αλλάζουν χρώμα ως απόκριση σε αλλαγές της θερμοκρασίας. Αυτά χρησιμοποιούνται σε ετικέτες τροφίμων που προειδοποιούν αν το προϊόν έχει εκτεθεί σε υψηλές θερμοκρασίες, σε παιχνίδια, ή ακόμα και σε υφάσματα. Παρόμοια, τα φωτοχρωμικά υλικά αλλάζουν χρώμα με την έκθεση στο υπεριώδες (UV) φως, όπως ακριβώς οι φακοί των γυαλιών που αναφέρθηκαν προηγουμένως.
Τέλος, υπάρχουν τα πιεζοηλεκτρικά υλικά. Αυτά τα υλικά έχουν την εκπληκτική ικανότητα να παράγουν μια μικρή ηλεκτρική τάση όταν υφίστανται μηχανική πίεση ή παραμόρφωση. Αντίστροφα, όταν τους εφαρμόζεται μια εξωτερική ηλεκτρική τάση, αλλάζουν ελαφρώς το σχήμα τους. Αυτή η ιδιότητα αξιοποιείται σε αισθητήρες, σε αναπτήρες (ο σπινθήρας δημιουργείται από την απότομη πίεση ενός πιεζοηλεκτρικού κρυστάλλου), αλλά και σε πιο προηγμένες εφαρμογές, όπως η παραγωγή ενέργειας από τις δονήσεις ενός δρόμου ή ακόμα και από το περπάτημα. Η έρευνα στα έξυπνα υλικά ανοίγει τον δρόμο για επαναστατικές τεχνολογίες, από αυτο-επιδιορθούμενα κτίρια και εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές μέχρι πιο αποτελεσματικά συστήματα χορήγησης φαρμάκων στο ανθρώπινο σώμα.
