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近年来,聚合物/无机纳米复合水凝胶器件的发展越来越受到人们的关注,已报导的有细胞支架、自折叠薄膜、仿生驱动器件等。并且随着研究的深入,研究者们对凝胶器件的设计方案提出更高的性能要求,如凝胶响应形变的可控化与复杂化和刺激驱动运动可控化与多样化等。本论文以设计更复杂响应形变水凝胶和可控驱动运动凝胶器件为主要研究目的,做了如下研究内容：(1)、以粘土(Laponite RDS)为物理交联剂,选用N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)、丙烯酸-2-甲氧基乙酯(MEA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm),通过原位聚合方法,制备RDS/P(DMAAm-co-MEA)水凝胶(S-MD凝胶)和RDS/PNIPAAm水凝胶(S-N凝胶)两种复合凝胶基体,考察其溶胀性能和消溶胀性能,发现控制各单体含量和RDS的含量均可调节凝胶的溶胀曲线和刺激响应消溶胀曲线,最终选取综合性能最佳的S2N10和S2MD30作为复合水凝胶基体。通过在基体凝胶预聚液中,引入MNP,并施加不同的磁场,构筑不同MNP螺旋梯度,制备出RDS/NIPAAm/MNP(S-N-MNP水凝胶)和RDS/P(DMAAm-co-MEA)/MNP(S-MD-MNP水凝胶)两种纳米复合水凝胶。经研究分析,MNP的引入并未对凝胶的力学性能产生负面影响,在磁场作用下,凝胶中MNP形成由几十纳米至几十微米不等的呈梯度分布的团聚体,且MNP的浓度梯度,可影响凝胶响应过程中的形态变化,使凝胶实现更复杂的螺旋响应形变,达到响应形变预编化的目的。(2)、在无水乙醇中自由基聚合,制备一系列具有结晶-熔融相转变的丙烯酸长链烷基酯和甲基丙烯酸(MA)共聚凝胶,经温敏-密度曲线和DSC曲线分析,发现各共聚凝胶在结晶-熔融转变过程中出现明显的密度突变和滞后环,且烷基侧链的长度越长,转变温度越高,而MA含量越高,凝胶密度越大。经综合考虑,选取丙烯酸十八酯(SA)和MA共聚凝胶(S-M水凝胶),作为复合水凝胶的基体。通过将氧化石墨烯(GO)乙醇溶液为聚合反应介质,原位聚合,制备S-M-GO水凝胶,再原位还原GO,制备出S-M-G系列水凝胶。经温度-密度曲线、DSC曲线和TEM等表征测试,发现r-GO在凝胶中分散良好,使凝胶具有光热响应性能,实现凝胶局部的结晶-熔融相转变。通过组装或设计S-M-G水凝胶器件凝胶的外形和局部红外光照射,使器件在水中实现实时可控沉浮、滚动、翻转、“双足行走”等运动。(3)、通过溶液聚合法和胶束聚合法制备S-M凝胶,初步尝试在S-M凝胶网络中原位生成黑色的铂纳米粒子,制备了可光致驱动和化学驱动的双驱动水凝胶器件。经温度-密度曲线、DSC曲线、光学显微表征和光控运动试验,发现S-M-SDS可负载更多的铂,制作的S-M-SDS-Pt凝胶器件具有光热响应和催化能力,可实现水中沉浮和水底翻转运动,和远程红外光控制凝胶器件在过氧化氢溶液液面的自驱动游动。