近年来水凝胶因其特殊的三维网络结构和良好的性能而受到了极大的关注。本文利用原位矿化和光控超分子结构分别制备得到了原位矿化磷酸酯水凝胶、原位矿化丙烯酸水凝胶和超分子光响应双网络水凝胶。通过对矿化水凝胶的力学性能测试和光响应水凝胶的光控拉伸应变的测试,对水凝胶的力学性能、刺激响应性及应用领域进行了表征和探索。本文具体研究内容和相应结论如下所示:1.一步法制备得到矿化度高度均一的原位矿化磷酸酯水凝胶,通过原位矿化方式在磷酸酯水凝胶中原位诱导生成磷酸钙粒子,实现水凝胶的高效矿化的同时改善了水凝胶的力学性能,数据显示矿化水凝胶的最大承压力可达到36.58 MPa,同时经矿化后磷酸酯水凝胶的抗压缩性能最大可提升13倍。此外该水凝胶具备良好的细胞相容性,有望作为成骨细胞的培育模板,在骨组织工程中有潜在的应用价值。2.将多巴胺与正离子共聚制备得到正离子型交联剂,与丙烯酸单体构建水凝胶三维网络。利用正负电荷之间的静电作用和磷酸钙粒子改善了丙烯酸水凝胶的力学性能,对比未矿化的丙烯酸水凝胶其抗压缩性能最大可提升3倍以上。同时丙烯酸柔性链和磷酸钙粒子的存在赋予改善了矿化丙烯酸水凝胶的能量耗散效果,矿化水凝胶在外力负载下能发生更大的形变。此外该水凝胶还具备pH响应性和较高的粘附性,并且由于正负电荷的存在,水凝胶有望作为柔性电子器件应用于导电领域。3.利用可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)制备了两嵌段共聚物聚环氧乙烷聚丙烯酰胺基偶氮苯(PEO-b-PAAAB),将之作为交联剂引入到丙烯酸、双键β环糊精的体系中,通过环糊精和偶氮苯的超分子主客体作用和丙烯酸与环氧乙烷的氢键作用共同构建了水凝胶的双网络结构。数据显示接受紫外光辐射后该水凝胶的断裂伸长率从4300%降低至1200%,但水凝胶的断裂应力从50 KPa上升至95 KPa。且随着体系中偶氮苯含量的改变,水凝胶在紫外光下也展现了不同的拉伸应力,证明水凝胶的力学性能可通过紫外光进行调控,从而使得该水凝胶在光控驱动领域有潜在的应用价值。