刺激响应性聚合物是指能够随环境中微小的物理条件或化学条件的改变而引起自身性质变化的一类智能型聚合物。近年来这类材料被广泛用于构筑纳米组装体、凝胶等,进而在药物可控释放、组织工程、自修复材料等领域展示了很大的应用价值。然而对于pH值、离子、氧化还原和酶等几类传统刺激模式,实现过程中需要反复向聚合物溶液中加入刺激源,可能造成副产物的累积和对系统不必要的污染。我们将关注点放在二氧化碳气体（CO₂）和电化学氧化还原刺激两类新型的刺激源上,以实现更加丰富的功能。CO₂是机体与外界环境物质和能量交换过程中的重要代谢产物,气体本身具有很好的生物相容性和膜穿透性。将CO₂作为刺激源,能够特异性改变聚合物的结构和性质,同时能够被惰性气体排出体系,整个过程中未产生任何副产物的累积,大大提升了其作为一类调控手段在人体内或工业领域应用时的可操作性和相容性。我们探究并发展了聚甲基丙烯酸-N,N-二乙氨基乙酯（PDEAEMA）的CO₂响应特性,利用其在常温常压CO₂刺激下可实现从疏水链段向亲水链段的转变的性质,与温度响应性的单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）共聚,构筑了具有CO₂与温度双重响应性的嵌段共聚物PDEAEMA-b-PNIPAM,并且成功实现两种亲疏水链段反转的组装体结构的相互转化;进而我们将PDEAEMA构筑到结构更高级的超支化型星形三嵌段共聚物中,发现这类聚合物能够自组装形成囊泡,并且第一次发现,CO₂气体不仅能使囊泡组装体发生体积的膨胀和收缩,同时能作为“分子钻”在囊泡壁上构筑纳米孔道,大孔囊泡作为纳米容器为生物大分子的载运提供更多的可能;又将PDEAEMA与金纳米粒子相结合,同时引入磁性纳米粒子为核,制备一类可以随着CO₂/氮气气体的通入改变催化活性的杂化纳米粒子催化载体,且具有磁性可回收的特性,有望在以贵金属为代表的催化剂产业中发挥重要作用。电化学氧化还原同样被认为是“绿色”的刺激源,它通过施加电势刺激的手段实现氧化还原反应,不改变体系的化学成分、浓度、体积甚至温度,避免了体系中副产物的累积。基于β-环糊精（β-CD）和二茂铁（Fc）的主客体相互作用,我们构建了一类新的梳状超分子嵌段共聚物,其能够在水溶液中自组装形成胶束,具有电势调控可逆的自降解和自修复行为;进而我们开发了一种在单壁碳纳米管表面通过非共价作用修饰聚合物的方法,以及基于β-CD与Fc之间的主客体作用对单壁碳纳米管实现氧化还原电势调控的可逆的分散与聚集。