作为仿生/智能新材料领域的重要组成部分,智能水凝胶能够感知外部环境的变化,并将外部能量转化为机械能,因此在软体机器人、软体驱动器等领域受到广泛关注。然而,智能水凝胶为基底的软体驱动器由于其高含水量导致力学性能差、驱动力小,并且智能水凝胶只能对单一的外界刺激产生响应,这些问题都是制约智能水凝胶驱动器的实际应用和未来发展的主要因素。目前报道的水凝胶驱动器大多制备流程复杂,很难兼顾优异的机械性能和多响应性。因此,制备具有优异的机械性能和多响应的智能水凝胶驱动器依旧具有挑战性。针对上述问题,受人体骨骼肌肉系统的启发,本文提出了一种绿色、简易的方法,即用气凝胶为“骨架”,在气凝胶中加入水凝胶“肌肉”。气凝胶不光为复合水凝胶提供了各向异性结构使其能够驱动,还能有效提高其力学性能。水凝胶选择多溶剂响应的明胶水凝胶,制备的复合水凝胶能够对多种环境刺激做出响应。本文的主要研究内容如下:（1）以冰模板法制作的各向异性壳聚糖气凝胶为骨架,在骨架中加入溶剂敏感的明胶作为肌肉,通过二者协同作用构建了一种具有优异力学性能和多溶剂响应性的非均相复合水凝胶。壳聚糖气凝胶骨架的存在和响应溶剂对明胶的盐析作用使壳聚糖/明胶复合水凝胶具有良好的力学性能,拉伸应力和压缩应力最大可达1.9 MPa和3.5 MPa。此外,非均相气凝胶/水凝胶复合结构大大提高了复合水凝胶的驱动能力,具有多溶剂响应性,最大驱动幅值可达730°。设计良好的复合水凝胶驱动器可以开发为单通智能微流控阀门,能通过特定的溶液。（2）以纳米海绵气凝胶为骨架,明胶水凝胶填充并包覆纳米海绵,获得具有双层各向异性结构的纳米海绵/明胶复合水凝胶。与壳聚糖气凝胶相比,纳米海绵能进一步提升纳米海绵/明胶复合水凝胶的力学性能,拉伸和压缩应力最大可达2.3MPa和5.2 MPa。同时纳米海绵气凝胶为骨架的方法制备流程更加简单、通用。将纳米海绵与N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制备的复合水凝胶在热水中具有优异的驱动性能,在10 s内弯曲角度可达301°。以纳米海绵为骨架的复合水凝胶驱动器进一步设计为双通智能微流控阀门,能识别并通过特定溶液。总之,气凝胶/明胶复合水凝胶驱动器在智能阀门、人工肌肉和智能人机交互等领域有广阔的应用前景。