第一种投入使用的合成纤维是尼龙。1930年，在杜邦公司工作的卡罗瑟斯（1896—1937年）和他的同事们在研究时曾做出一种黏稠的液体。当把玻璃棒从这种液体中取出来时，玻璃棒上的液体拉成了很多根长丝。这些丝拉不断，冷却后凝成固体，有韧性，有光泽。他们报告说：“单从合成材料获得有用的纤维已经成为可能”。但是，这有历史意义的第一根丝并不实用，因为强度不够、熔点也低。4年以后，卡罗瑟斯从注射器里挤出一根丝，商品名是尼龙。它是由己二酸和己二胺两种原料制造的，学名叫聚酰胺纤维。1940年，用尼龙做成的长袜上市。姑娘们排队竞相购买，仅用三四天就将第一批400万双售光。这一年杜邦公司一共生产了6400万双。第二年就用于军事生产降落伞。牙刷、外科缝针、渔网、地毯、轮胎帘子线、安全带都可以用尼龙制作。尼龙比天然纤维有很多优点。它的强度比棉花高2～3倍，比羊毛高4～5倍，耐磨性更好，比重轻，熔点高，弹性好，耐腐蚀，价格便宜更是突出优势。杜邦公司在10年时间内开发这一产品，耗资2700万美元，而现在他们的尼龙产品的销售额就有几亿美元。
古德伊尔发明了橡胶硫化技术，橡胶的应用越来越普遍，需求量也越来越大。但是，天然橡胶只能来源于生长在热带的橡胶树，资源有限，供不应求的矛盾日益突出，特别是军事方面的需求。没有橡胶，卡车、坦克、飞机都无法开动，民用机械也将无法使用，交通也会受阻，从而合成橡胶成为重要研究课题。美国在珍珠港事件发生时，98％的橡胶来自马来西亚和印度尼西亚，战争切断了这一供应。美国只有52万吨的储备，不够和平时期用1年。美国总统罗斯福下令专门成立橡胶局解决这一问题，当时对形势的估计是“如果我们不能保证很快得到大量新的橡胶来源，我们在战争方面所做的努力就会付之东流，我们的国内经济就会崩溃”。
其实，德国人早在第一次世界大战时就曾遇到同样的问题。他们也早就开始了合成橡胶的研究。1882年，人们就已证实天然橡胶是异戊二烯的聚合物。1931年，美国化学家卡罗瑟斯用乙炔为原料，合成出氯丁橡胶。这种橡胶耐油、耐水、耐酸、耐光等性能比天然橡胶好，用途也超过了天然橡胶，可以做橡胶管、油箱衬里等，其缺点是价格高。德国人用从石油中得到的苯乙烯和丁二烯制造成了丁苯橡胶，价格低，可以代替天然橡胶做汽车轮胎。据报道，1943年德国人每年可生产人造橡胶9万吨，相当于1600万平方千米的橡胶园中4000万棵橡胶树1年的产量。到20世纪50年代，和天然橡胶完全一样，以异戊二烯为单体的人造橡胶投入市场。
人们以水、空气、煤为原料合成出塑料、橡胶、纤维以后，又发明了以石油和天然气为原料的方法，并且大有后来者居上的势头。人工合成与利用天然物相比，首先是极大地节约了资源。有人做过统计，从1千吨煤，炼焦得到的副产物煤焦油中分离出的苯，可以制得尼龙丝1.6吨，可以织8万双尼龙袜；从1千吨石油加工，得到的乙烯和丙烯，可以制15吨合成纤维，织布20万米。一个年产量1万吨的合成纤维工厂生产的纤维相当于50万亩（3.3公顷）棉田提供的纤维。
高分子材料智能化
高分子智能材料，也有人称机敏材料，是新材料领域中，正在形成的一门新的分支学科。高分子智能材料是通过有机合成的方法，使无生命的有机材料，变得似乎有了“感觉”和“知觉”。这类材料在实际中已有了应用，并正在成为各国科技工作者的崭新的研究课题，预计不远的将来这些材料将进入到我们生活中。
自行调温调光的“云胶”
数千年来，人们建造的建筑物基本都是模拟动物的壳，天花板和墙壁都密不通风，以便把建筑物内外隔开。现在科学家正在研制一种能自行调温调光的新型建筑材料，这种制品叫做“云胶”，其成分是水和一种聚合物的混合物。这种聚合物的一部分是油质成分，在低温时这种油质成分把水分子以一种冰冻的方式聚集在这种聚合物纤维的周围，就像“一件冰夹克衫”。这种像绳子似的聚合物是成串排列起来的，呈透明状，可以透过90％的光线。当它被加热时，这种聚合物分子就像“面条在沸水里”那样翻滚，并抛弃它们的像冰似的“冰夹克衫”，使聚合纤维得以聚在一起。此时，“云胶”从清澈透明变成为白色，可阻挡90％的日光。这一转变大部分情况下在2℃～3℃温差范围内就能完成，并且是可逆的。建筑物如果具有像这样的“皮肤”，就可以适应周围的环境。当天气寒冷时，它就变成透明的，让阳光照射进来；当天气暖和且必须把阳光挡住时，它就变得半透明。一个装有云胶的天窗，当太阳光从天空的一端移向另一端时，能提供比较恒定的进光量。充满云胶的多层玻璃，不仅可以作天花板，而且可作墙壁。
自动消除外来撞击的塑料
德国一家公司曾研制了一种智能塑料，它可以按人们的需要时而变硬时而变软。这种名为“施马蒂斯”的塑料是由这家公司的工程师舒勒发明的。他在烧杯中倒入一种乳白色流体，用一根金属棒搅拌，液体渐渐变稠，最后成为硬块，接着硬块又在顷刻之间变成液体。如果急速把金属棒从液体中抽出，那么液体就会把棒拉住，只有非常缓慢地提起，才能抽出金属棒。造成这种现象的原理是，这种塑料的溶剂是水，很微小的颗粒排列整齐时呈液体状，受到干扰时就呈固体状。因而，人们可通过各种外因来变换它的状态。这种塑料能自行消除外来的撞击，特别适合于车辆的缓冲器。用这种塑料制成的油箱即使被坦克压过也不会破裂，用于建房则抗震性能特强。
有“感觉”的机器人皮肤
把高分子材料和传感器结合起来，已成为智能材料的一个新的特点。意大利在研制有“感觉”功能的“智能皮肤”，处于领先地位。1994年，意大利比萨大学根据人类皮肤有表皮和真皮（外层和内层）组织的特点，为机器人制造了一种由外层和内层构成的人造皮肤，这种皮肤不仅富有弹性，厚度也和真实皮肤差不多。为了使人造皮肤能“感知”物体表面的质感细节，研究人员还研制了一种特殊的表皮。这种表皮由两层橡胶薄膜组成，然后在两层橡胶薄膜之间放置许多只针尖大小的传感器。这些传感器是由陶瓷制成的，在受到压力时，就产生电压。受压越大，产生的电压也就越大。据报道，这种针尖大小的压电陶瓷传感器很灵敏，纸张上凸起的斑点也能感觉到，这种使用人造皮肤的机器人，可以灵敏地感觉到一片胶纸脱离时产生的拉力，或灵敏地感觉到一个加了润滑剂的发动机轴承脱离时的摩擦力突然变化情况，并迅速作出握紧反应，可大大提高生产的安全性。
主动式智能材料
美国的一些桥梁专家正在研究主动式智能材料，这种材料能使桥梁出现问题时自动加固；美国密执安大学则在研究一种能自动加固的直升机水平旋翼叶片，当叶片在飞行中遇到疾风作用而猛烈振荡时，分布在叶片中的微小液滴就会变成固体而自动加固；人们还研究一种住宅用的“智能墙纸”，当住宅中的洗衣机等机器产生噪声时，智能墙纸可以使这种噪声减弱。美国人还制成聪明的智能型汗衫，它是在棉布中包含着一个奇妙的光纤系统和传感器。将传感器同一个微程序连接起来，就会使这种服装变成一种应用极为广泛的电脑。它最有益的功能是可以拯救人的生命，例如士兵或者那些从事危险工作的人（如消防队员、警察等）的生命。用这种传感器制成消防服，可在火灾发生地的温度达到危险点时发出信号。在医学方面，这种汗衫可协助监测病人心跳、体温、血压、呼吸等生理指标。另外，能对脏器移植者或心脏病患者进行持续不断的监测，这就有可能对术后病人进行远距离的监控。
总之，高分子智能材料已成为材料科学的一个重要研究领域，各国科学家正在为此作出不懈的努力。人类发展的历史证明，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平。
医用高分子材料
植入人体的材料的特殊要求
随着医疗事业的发展，人体医用材料的使用越来越多。以前供人体医用的材料主要是金属（不锈钢、铝合金等）和陶瓷，然而这些材料坚硬有余而韧性和弹性不足，对人体组织的某些部位根本不能代用和修补。对医用高分子材料的要求虽然不像机械、电气、航空、火箭所要求的那样耐高低温、耐燃、耐辐射。但作为植入人体的材料有其特殊要求。例如：酶可以“消灭”许多有机材料；吞噬细胞对外来物质的细小颗粒有吞食作用，这些吞噬细胞并不能分辨有害细菌和植入物，它的攻击会导致植入器官的失效。又如：用合成材料制成的人造心脏，由于心脏需持续不断地跳动，每分钟60～120次，以10年计，以安全系数为2计，则共需跳动8亿至12亿次，这对材料的耐疲劳性要求很高。
再如，用作人造瓣膜和人造心脏的材料，要求不引起血栓；用作人造血管时必须有微小的网眼；用作人造肾脏的渗析膜要能透过尿素而不透过血清蛋白等等。
有机硅是理想医用材料
