Smart Materials sind Werkstoffe, die in definierter Weise auf äußere Stimuli wie Temperatur, elektrische oder magnetische Felder, Feuchte, pH-Wert, Licht oder mechanische Belastung reagieren und dabei eine mess- oder nutzbare Funktionsänderung zeigen. Charakteristisch ist die Kopplung von Reiz–Reaktions-Mechanismen auf der Mikro- bis Makroskala, häufig reversibel und wiederholt nutzbar.

Wichtige Klassen umfassen Formgedächtnislegierungen (thermomechanische Phasenumwandlung), ferro- und piezoelektrische Keramiken (elektromechanische Kopplung), magnetostriktive Werkstoffe (magnetomechanische Kopplung), elektro- und magnetorheologische Fluide (feldinduzierte Viskositätsänderung) sowie stimuli-responsive Polymere und Hydrogele (Volumen‑, Löslichkeits- oder Leitfähigkeitsänderung). Bio-inspirierte und interaktive Materialien übertragen dabei Funktionsprinzipien biologischer Systeme (z.B. selbstheilende Polymere, adaptiv strukturierte Oberflächen) in technische Anwendungen.

Smart Materials bilden die Basis adaptiver Materialsysteme, in denen Sensorik, Aktorik und teilweise Regelung im Materialverbund integriert sind. Dadurch entstehen Strukturen mit eingebetteter Funktionsintelligenz, etwa für Schwingungsdämpfung, Formanpassung, Energieernte oder Zustandsüberwachung (Structural Health Monitoring).

Zentrale werkstoffwissenschaftliche Herausforderungen betreffen die gezielte Einstellung der Kopplungsmechanismen (z.B. ferroelektrische Domänenstrukturen, Phasenstabilität bei Formgedächtnislegierungen), Langzeitstabilität und Ermüdung unter zyklischer Anregung, Skalierung vom Nano- zum Bauteilmaßstab sowie die Integration in multimateriale Systeme. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf stärker bio-inspirierte, hierarchisch aufgebaute und energieeffiziente intelligente Materialien mit erhöhter Autonomie und Selbstanpassungsfähigkeit.