مواد هوشمند به آن دسته از مواد گویند که می توانند محیط و شرایط اطرافخود را درک نمایند و به آن واکنش نشان دهند. هم اکنون فلزات و کامپوزیتهای هوشمند در موارد بسیاری کاربرد و جایگاه خود را در صنعت پیدا کردهاند. برای مثال امروزه از فلزی به نام نیتینول (ترکیبی از نیکل وتیتانیوم) در ساخت فریم عینک ها استفاده می شود که بعد از خم شدن مجدد بهشکل اولیه بر می گردد و سبب می شود که شکل فریم عینک همیشه مانند روز اولیباشد که خریداری شده است. این تنها یک مثال از این دسته مواد است که حاصلتحقیقات ناسا می باشد. در حال حاضر کامپوزیت های حافظه دار به دو دستهفلزی (آلیاژی) و پلیمری تقسیم می شوند. در اینجا به نحوه عملکرد نیتینولبه عنوان یک آلیاژ حافظه دار و نیز کاربرد آن در زندگی روزمره اشاره میکنیم.
قبل از هر مطلب لازم است که متذکر شویم که آلیاژهای حافظه داردو ویژگی دارند: یکی اینکه آنها تا حدودی الاستیک هستند و دیگر آنکه حافظهدار هستند یعنی قابلیت ذخیره سازی انرژی مکانیک و نیز آزاد سازی آن رادارا هستند. درست مانند آب که در دماهای مختلف از حالتی به حالت دیگرتبدیل می شود این دسته از فلزات نیز به علت اینکه مولکول ها در آنهاقابلیت چیده مان مجدد دارد (البته آنچه که باعث می شود تا مولکول ها درکنار هم باقی بمانند و حالت جامد را حفظ کنند متفاوت است) قابلیت بازگشتبه شکل اولیه را دارند. حال ببینیم این فلزات حافظه دار چگونه عمل میکنند: عاملی که سبب تغییر شکل فلز و یا بازگشت به شکل اولیه خود می شود،اختلاف ساختار مولکولی در هر فاز است. در شکل پایین سمت چپ، فلز حافظه داررا در حالتی که شکل اولیه خود را در دمای اتاق دارد را نشان می دهد. زمانیکه بار اعمال می شود فلز تغییر شکل می دهد. سپس به محض برداشته شدن باز وکمی گرما مولکول ها به شکل یک ساختار سخت در می آیند به گونه ای که به یکساختار با شبکه ای متفاوت مبدل می شوند. اما هنوز وضعیت قرارگیری مولکولیمعمولی است و همان ساختار فیزیکی در مقیاس ماکرو وجود دارد.

باتوجه به اینکه این دسته از فلزات زیست سازگار (سیستم ایمنی به آنها عکسالعمل نشان نمی دهد) هستند و از ویژگیهای مکانیکی قابل قبولی (مقاوم دربرابر خوردگی) برخوردار هستند در ساخت ایمپلنت ها و پلیت های (کاشتنیها)ارتوپدی در موارد شکستگی ها قابل استفاده هستند. شاید بدانید که در شکستگیهای استخوان های صورت از پلیت های ویژه ای استفاده می شود تا استخوانهایصورت را طی دوره شکستگی در کنار هم نگه دارد. در گذشته از پلیت هایی ازجنس استیل برای این کار استفاده می شده است . در ابتدا ممکن است کهاستخوان درست لب به لب هم و در کنار هم قرار گیرند اما به مرور این وضعیتاز دست می رود که در نهایت سبب به تاخیر افتادن جوش خوردن شکستگی می شود.با ظهور آلیاژ های حافظه دار و کاربرد آنها در ساخت پلیت ها این مشکل رفعشده است. امروزه جراحان از فلزهای حافظهدار به جای استیل استفاده می کنندبه این طریق که ابتدا فلز را کمی سرد می کنند و سپس در محل نصب می کنند.در اثر دمای بدن مقداری فلز گرم می شود و به این طریق پلیت فشار لازم جهتدر کنار هم نگهداشتن قطعات شکستگی را حفظ می کند و سبب می شود تا استخواندر حداقل زمان ترمیم شود مشکلی که در طراحی این نوع پلیت ها وجود داشتمربوط به تنظیم فشار مناسب و مطلوب است. برای مثال اینکه چه مقدار فلزباید تغییر شکل داده شود تا کشش لازم را ایجاد کند خود جای بررسی دارد. دراینجاست که فناوری نانو وارد عرصه شده تا به تغییر نحوه قرار گیری اتم هادر ترکیبات کمک کند. هم اکنون گروه های تحقیقاتی در حال انجام مطالعه برروی این تنظیم این مکانیزم با کمک فناوری نانو می باشند.