功能材料主要包括功能高分子材料, 跟能源有关的材料, 具有生理机能和生物活性的材料, 以及具有＂感觉＂和＂记忆＂功能的材料．這些材料不是利用它們的机械强度來作设备或器物, 而是利用它們的物理和化学的特殊性能, 如光电效应、生理机能、催化活性、记忆功能等．高分子材料是功能材料的主要部分．

　　（１）医用功能高分子材料

　　用人造材料來再造人体的组织和器官, 用以替换已经坏死或不能正常工作的器官, 从而治愈各种疾病, 是几百年來人类梦寐以求的愿望．要实现這个愿望有许多难题: 首先, 這类材料植入人体后, 长期处於酸碱体液中, 再加上体内酶的影响, 材料的物理、化学性质容易发生变化, 這要求材料具有高度的稳定性．其次, 材料要具有一定的生理性能, 在体内不致发生排异作用, 不致引起过敏反应, 如组织变态、发炎、凝血、致癌等副作用．经过多年研究, 這方面已取得重大进展, 人造血、人造皮肤、人造心脏等已经开始用於临床．

　　氟碳乳液是一种人造血液, 代号FC, 它性能稳定, 加乳化剂后成为乳化液．它的溶解氧的能力比血红蛋白大１ 倍, 同时还能把二氧化碳释放出來, 它吸氧和释放二氧化碳的速度都比血红蛋白快几倍, 并且没有血型, 对任何病人都可直接输入动脉．

　　人造心脏主要由动力部分、血泵和监控系统组成, 其中血泵是关键, 制造血泵的材料要求机械强度高、无毒、不致癌、良好的生化稳定性和高度的抗挠曲性．具有這些综合性能的材料目前尚未找到, 但人造心脏用於动物试验已取得部分成功．

　　人工肾脏是研究最早而又最成熟的人工器官, 关键是研制出高选择性的半透膜, 可采用聚丙烯腈硅橡胶、赛璐玢、聚酰胺等, 美国有个人移植人工肾已活了２０ 多年, 并担任了某学院的副院长．

　　聚丙烯腈硅橡胶薄膜的选择透过能力很高, 可用於制造人工肝脏；聚丙烯薄膜可透析血液中的二氧化碳, 可用於制造人工肺, 在日本, 這种人工肺已使数十人获得了新生；用金属骨架外包超聚乙烯材料制成的人工关节, 弹性适中, 耐磨性好, 在临床中已取得满意效果．

　　（２）液晶材料

　　１８８８ 年, 科学家发现: 有一些有机化合物的晶体, 在加热到一定温度时会变成一种浑浊、粘滞的塑性物质, 再升温至某一温度, 又突然变成完全清澈透明的液体, 這种介於固态和液态之间的物质就是液晶．目前已知有２０００ 种以上的有机化合物具有液晶性质．

　　液晶材料按分子排列的不同可分三类:

　　①近晶型液晶．其分子排列整齐, 近似於晶体, 它对电和磁都不发生效应, 尚未得到开发利用．

　　②向列型液晶．向列型液晶的分子, 在长轴方向排列一致, 而层状却不整齐, 像一把上下交错的筷子, 当外加电场时, 分子排列变乱, 由透明转向浑浊, 形成光的散射体．可用它制造电控亮度玻璃, 如照相机上的自动光圈和数码显示器．

　　③胆甾型液晶．它的分子排列是: 一个个条状的分子层层相叠, 错开一定角度, 扭转成螺旋型结构．它除具有特殊的光学效应外, 还具有显著的温度效应．随温度升高, 其颜色按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫变化；温度降低, 则按反方向变化．它的這种温度效应可用於金属的无损探伤和医疗上检查血栓和肿瘤．

　　在工业上多把三种液晶混合使用, 或者在混合液晶中加入添加剂, 這样效果会更好．液晶材料体积小, 耗能少, 在电子计算机、电视、钟表、微波测量、医疗、宇航上有重要用途．日本１９９１ 年已研制出液晶显示的电影放映机, 图像比普通电影清晰许多倍．１９９１ 年５ 月, 在英国皇家学会庆典上展示了一件令人瞩目的紧身衣, 它是用液晶材料制成的, 它会随温度变化而变幻出五彩缤纷的颜色．在低温下为黑色, 在２８℃时为红色, 在３３℃时为蓝色, 在２８℃～３３℃之间为其他颜色, 這标志着液晶材料的发展已进入一个崭新的阶段．

　　（３）其他功能高分子材料

　　离子交换树脂和离子交换膜也是一种高分子材料．离子交换树脂是由聚苯乙烯、聚氯乙烯或其他树脂的高分子链为骨架, 在主链或侧链上连上容易与金属离子或酸根离子相作用的基团, 而生成的高聚物．它能把稀溶液中的离子固定在树脂上, 达到淡化溶液的目的；反过來又可把固着在树脂上的离子洗脱下來, 以达到富集或浓缩微量元素的目的．在实验室中它可用於生产超纯水和提炼微量元素．在工业上它可用於淡化海水或富集海水中的镭、铀、钚等原子工业的原料, 也可用於净化废水、废气以回收有用物质, 防止环境污染．

　　另一种对光敏感的感光树脂在印刷工业上有重要的用途．這种高分子在光线作用下发生交链聚合作用生成不溶性树脂, 未曝光的部分可用溶剂冲掉, 由此得到的是具有立体浮雕式的图像, 可直接用於印刷制版, 使制版过程完全自动化．

　　１９６４ 年, 美国人洛普研制成一种有机硅聚合物薄膜, 它能从水中离析氧气, 也能可逆地离析二氧化碳．用這种薄膜制成容器放入水中, 容器中的老鼠活了４ 天４ 夜．這种薄膜有鱼类鳃的功能, 如能制出高效产品, 也许人类就可以在深海里长期停留而不需要潜水设备．這样人就可以住在美丽的海底龙宫中了．

　　高分子还可作为储能材料．人們已发现环庚二烯在吸收光能后变成环庚烷, 当它释放出热量后又回复到环庚二烯．如果能提高其储能指标, 將非常有用．

　　１９８７ 年, 人們用泡沫塑料加工出一种增大型生长聚合物, 它的奇特之处在於: 与一般材料受拉变细相反, 它受拉后横截面变粗．１９８８ 年研制出的多孔聚四氟乙烯, 泊松比为负１２．這种材料作铆钉抗拉性好, 用它作为密封、减震、吸音材料, 也有优良的效果．