电致变色膜可采用过渡金属氧化膜，通电后由于金属离子价位的变化，可使之由无色透明变为蓝、绿、黄、红、褐、灰等不同颜色。如再将传感、处理及执行等功能软件引入这种建筑玻璃灵巧窗，便构成了具有智能的系统。除此之外，该材料还可用做信息显示器件、无眩反光镜、防霜玻璃，甚至制作高分辨率光电摄像器材、光电化学能转换和储存器、高效太阳能集热器透明罩乃至用于电子束金属版印刷技术，这又一次显示了信息科学和材料科学的融合，能引起材料科学技术的革命。
五、永不忘本的材料——形状记忆合金
早在六千多年前，人类就发现并使用了金属铜，公元前五世纪前后又逐渐使用了铁器以及金、银、铁、铝等其他金属。但是能够像聪明而智慧的高级生物那样具有记忆能力的金属，人们却闻所未闻，甚至难以想象。如今，这种能够“记忆”住形状的合金，确确实实在我们面前出现了，这真令世人大开眼界，拍手叫绝！
1932年瑞典人奥兰德在金-镉合金中首次观察到这种“记忆”效应，但当时尚未引起人们的关注。1963年，美国海军军械研究所科学家比勒在一项试验中需要使用镍-钛合金丝，但当时领回来的合金丝都弯弯曲曲，无法使用，便将其一根根拉直。但在随后的试验中，一个神奇的现象出现了：当温度升到一定值时，这些已经被拉得笔直的合金丝，突然又魔术般地恢复了原形，更令人惊讶的是：形状的恢复竟和原来不差分毫！多次反复试验结果完全一致，被拉直的合金丝只要到达某一个特定温度后，便立即恢复原形。就好像一条被“冻”得失去知觉的蛇，当温度升高到一定值后，突然“苏醒”过来，重新恢复“记忆”一般。“形状记忆效应”和“形状记忆合金”（Shape Memory Alloy，SMA）便由此得名。
通常，合金材料的高温相母体被称为“奥氏体”，而降温产生相变后的结构被称为“马氏体”。据科学家们推测，这时虽然外表没有变化，但在加热和冷却时结晶状态是各不相同的，在某个特定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，晶体结构的这种变化常常是可逆的，被称为“相变”。例如，含Ti和Ni各为50%的记忆合金，即存在着菱形和立方体两种晶体结构，在某个特殊温度时这两种晶体结构能相互转换，形状也就随着结构类型而改变。随后的研究还发现，除镍钛合金外，还先后发现铜-锌、金-镉、镍-铝等约二十余种合金也具有记忆功能，但其中“记忆力”最强的当属NT合金Nifinol。但由于NT合金成本昂贵，人们正在寻求廉价的体系材料，其中最有希望的则是铜系形状记忆合金。
1969年，镍-钛合金的“形状记忆效应”首次在工业上得到应用，用来制作一种与众不同的管道接头。为了将两根需要对接的金属管连接，在高转变温度Tm时预先制作一个，内径较待接管道外径小40%左右的形状记忆合金接头箍，然后又在低于转变温度情况下将管径扩大后与两根待接管道装配妥当，当温度上升到使用温度后时，接头箍便自动收缩后与被连接两管道咬合，从而实现了不需焊接的牢固紧密对接，不但免去了麻烦的焊接工艺，而且接封质量无可挑剔。美国加州Raychem公司生产的Cryofit接头，在海军喷气式战斗机的油压系统中使用已超过30万个，长年从未发生过漏油、脱落或破损事故。如今，在其他工业和科技产品中的应用也很普遍，诸如温度控制装置、汽车与机械零件、集成电路引线等等。
形状记忆合金最引人注目的使用实例，是1969年7月20日美国宇航员Armstrong乘坐“阿波罗11”号登月舱在月球上首次留下了人类足迹时，必须将一个传输月球和地球之间信息的庞然大物——直径为10米的半球形金属天线携上太空。正是形状记忆合金材料解决了这项史无前例的难题。即先在其转变温度以上按预定要求将天线定形，然后降低温度再将它压制成团状小体积装进登月舱，当宇航员在月球表面安置完毕以后，经阳光照射温度再上升至该合金的转变温度（77oC）后，天线“记忆”功能使其恢复了本来面貌，即恢复成一个巨大的抛物面半球，其均方根精度可达±0.5mm。试验的完全成功使人类破天荒第一次得到由月球发回的图像和声音，同时也为这一神奇的新材料争得了荣誉。
经过研究，使用与生物体相容性很好、耐蚀性强的形状记忆合金材料，使它在临床医疗及现代医疗器械领域也扮演着不可替代的重要角色。例如制作人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸及脊柱矫形器，还可从小腔隙置入各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、节育环、骨科手术定型抱合器、人造肛门等。
形状记忆合金同样也与我们的日常生活休戚相关。例如一种在低温下定形的记忆弹簧，在热水中令其伸长，当其遇到冷水时便会立即恢复原状。该制品可用来控制浴室水管的水温，在温度过高时通过“记忆”功能，可自动调节或关闭供水管道，避免烫伤。如果记忆弹簧放在暖气阀门内，则可用以保持暖房的温度，当温度过低或过高时，则自动开大或关小暖气阀门。此外，还可以制作为消防报警及电器设备保安装置。当发生火灾时，记忆弹簧发生形变，即可启动消防报警装置报警。用记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯变形，只要放在热水中加热，就可恢复原状。甚至人们设想将来用记忆合金制造汽车外壳，如果不小心碰瘪，只要用电动吹风机加温便可复原，既省钱又省力，实在很方便。
六、既是固体又是液体：电流变体
人们通常只看到，当发生在温度（或压力）变化时，才会导致物质状态的变化。比如水在常温下为液体，冷却到0℃时结冰（变成固体），加热到100℃后还会成为蒸汽（气体）。然而世间万物无奇不有，1947年美国科学家W. Winslow在进行离合器实验时，曾对一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体掺入石灰、石膏和炭粉的橄榄油、水悬浮液，进行导电性能试验时，竟意外地发现，当悬浮液未加电场前，具有像水或油一样的流体特性，而加上电场后，随着电场强度的增加，流体黏度也逐渐加大，直至成为具有相当大剪切强度的固体。而一旦撤销电场后，又几乎瞬间由固体回到液体状态。这种新奇的材料状态可完全由电场来控制，因此被定名为“电流变效应”（Electrorheological Effect），或“Winslow（效应）现象”，这类材料便称为“电流变（液）体”（Electrorheological Fluid，ERF）。其基础液常为煤油、矿物油、植物油、硅油等，要求绝缘性能好、耐高压、低黏度，无电场作用时具有良好的流动性，而其中的固体粒子则是一种纳米至微米尺度大小的，具有高介电系数，有较强极性的微细物体颗粒。
Winslow的试验和发现立即引起了科学家极大的兴趣和关注。
在未施加外加电场时，电流变体内的极化作用分散介质粒子呈自由悬浮状态，当外施电场后，由于粒子间的正负电荷相吸引而形成粒子链，随着电场的不断增加，粒子链逐渐发展成为枝蔓、团簇，直至网络，这时由于粒子间相互受到牵制，便导致了液体的黏度上升，直到具有固体的剪切强度。通常用来评价电流变体性能指标的参数是：具有大的动态剪切应力（强度），只有当屈服应力τy>（2～5）kPa时，方具有实用价值；具有低电流密度时，以使产生ER效应的电场尽可能低；尽可能低的响应时间，一般应为毫秒数量级（t<10-3sec）；较宽的工作温度范围，T≈(-30~120)℃；尽可能高的稳定性（包括悬浮状态的稳定性及化学稳定性等），从而机电转换完全可逆，不存在残留效应。电流变（液）体最独到之处即在于能随外加电压无级地自动调节所处状态和强度特性，具有“肌肉”的特征，即一使劲（加上电压），肌肉就变硬，一放松（撤掉电压），肌肉就变软。又由于该材料的液-固状态转换速度极为迅速，几乎瞬时可控，而且能耗又极小，这便使得它具有可能实现将高速计算机的电信号指令直接变成机械动作的运作，从而实现适时控制。电流变技术在机械工程、汽车工程、控制工程领域的应用范围非常广泛，从而得到了世界范围的关注。
最先引起人们注意的是将这种材料用于取代汽车中传统的齿轮离合装置。传统汽车的自动变速器机械结构复杂，体积和重量都大，耗能高，噪声大，灵敏度低，寿命短，造价高，如果改用电流变液离合装置，不仅体积可以大幅缩小，而且控制相当简单，使用非常简便。由于响应时间极短，只需要几毫秒就可以达到换挡或刹车目的，并能大大提高紧急刹车时的安全性。在未加电场时，电流变体为液体，黏度很小，相当于汽车未挂挡，一按电钮加上电场后，黏度及能传递的力矩也随之增加，当电流变体变成固体时，主动轴就和滑动轮结合成一个整体，等于换上了全挡，而且可以方便地实现无级变速，届时只需在方向盘上设置几个调速按键就可解决换挡、刹车等问题。根据这一原理，同样可以设计出新颖的汽车转向系统、减震装置、制动装置等。目前大多数电流变液的动态剪切应力还在15kPa以下，用以取代传统的机械离合器的关键是剪切强度必须进一步提高。。动力首先从上端的主动轴（直流伺服电机）输入，如果在主动轴与从动轴间施加外电场，使其间的电流变液黏度逐渐增大，剪切强度也随之增加，受其影响从动轮则因摩擦力也被由慢而快地带动，直至电流变液完全固化后，主动轴与从动轴间的变速比为1。这样便实现了无级变速的目的，不但结构大大简化，还减少了齿轮机构因摩擦而引起的能耗。
1991年，美国科学家甘迪还采用电流变体研制成了一种能自动加固的直升机水平旋翼叶片。研究者在叶片中嵌入压电材料（可将外加力转化为相应电压，后面将作介绍），并在其中充入电流变液，从而大大降低机翼产生的噪声和振动。特别是当飞机突遇涡流或烈风而导致叶片弯曲和扭转时，其中的压电材料会产生一定的电压而促使电流变液立即变硬，使叶片钢性增大，从而减小甚至消除了叶片的弯曲和扭转，达到防止空难的目的。同理在桥梁或大型建筑中，也可埋入压电材料和电流变液的组合体系，当在某个部位发现危情时，压电材料便可提供电压，使电流变液固体化，起到临时加固作用，再通过电子装置，将这些信息传递至监控系统及时报警，预防灾难发生。此外，国外还开发了用这种材料制作发动机的可控减震悬梁、精密仪表的防震装置，海底管道自控阀门、自动换向液压阀等，由于用液压功率来传递机械动作，从而避免了传统机械传动因惯性造成的动作滞后、摩擦力等阻尼大、磨损大、无法实现连续无级输出等致命缺陷，具有无可比拟的优越性。
美国密执安大学材料冶金系Filsko教授曾预言：“电流变体有可能产生一场比当年半导体材料影响更大的革命。”1993年美国能源部关于“电流变体研究需求估量的最终报告”指出，电流变体有潜力成为机电转换技术中能效最高的一种产品；而且价格合理、结构紧凑、响应快速、经久耐用，并可实现动态、无级连接，为其他任何机-电转换方式所不及。由于它可通过高速计算机直接将电子指令转换为机械动作，从而最终改变了整个做功的概念。所以，美国联邦科学工程与技术协调会报告指出，电流变体将会导致一系列工业革命。
七、巧妙地实现力与电的可逆转变：压电材料
“压力”与“电荷”原是风马牛不相及的两个概念，然而有一种结构奇异的材料却将两者“因”与“果”联系到了一块儿。
事情还要追朔到1655年，法国药剂师P.Signette在合成酒石酸钾钠（NaKC4H4O6？4H2O，后被称为“薛格涅特盐”）试剂时曾不经意地发现，当试剂片上放置一个重物时，竟然在表面出现了电荷！但是由于该材料极易潮解，性能非常不稳定，故结果并未受到人们注意。经过几番周折，较具科学意义的压电效应在1880年由法国科学家居里兄弟在α-石英晶体中发现。而真正具有实用价值的压电材料直至1945年前后才分别由美国科学家E. Wainer、A.N. Salomon，苏联学者Б.М.Вул及日本科学家小川建男等研制成功，这可成为压电材料研究历史的三个里程碑。
压电效应是一种材料中机械应力（或机械形变）与电压之间相互转换的效应。该效应包含两种形式：一方面，当未对材料施加外力时，材料中正负电荷中心相重合，对外呈现的总电矩为零，而在外力作用发生形变的同时，引起正负电荷中心的相对位移而产生电极化现象，最终在与外力相垂直的表面电极形成束缚电荷，电荷面密度与外力大小呈正比。显然当所受应力为压力或拉力时极化电荷符号便不相同，这被称为“正压电效应”，根据这一原理可制作压力传感器。另一方面，当对材料施加一个直流电场后，又会因为材料内部正负电荷的位移而造成形变的结果，这被称为“逆压电效应”，根据这一原理则又可制作驱动器。
