生物凝胶电驱动器(简称电驱动器)作为一种人工肌肉的智能材料,具有驱动电压低(<5V)、应变大、生物兼容性好、柔韧性好、价格低廉等优点,应用前景广泛,具有较高的学术价值。但电驱动器的输出力小限制了其应用,且掺杂改进机理研究尚少。本文为了提高电驱动器的输出力性能,应用掺杂和交联两种工艺改进方法,并通过实验测试和表征研究其对电驱动器输出力性能影响的规律。首先,通过分析电驱动器的制备工艺,结合电驱动器的致动机理,给出了掺杂和交联两种改进工艺,采用MnO2和多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotube,简称MCNT)分别掺杂电极膜和电致动膜,提出并采用生物交联剂京尼平交联电致动膜,分别制备出三种工艺改进后的电驱动器。分析了电驱动器输出力性能评价指标,并确定了5V直流电压、30mm处的输出位置为电驱动器的输出力测量条件。其次,通过输出力性能测试平台测试电驱动器输出力性能,研究其随不同改进工艺参数的变化规律,得到掺杂MnO2比例为33wt%、掺杂MCNT比例为2wt%、京尼平交联比例为1/1000时,电驱动器的输出力密度和应变均较优,且均有不同程度的提高。再次,采用循环伏安、拉伸实验及扫描电镜(简称SEM)方法对工艺改进后的电极膜和电致动膜进行测试,得到在电极膜中掺杂MnO2比例为33wt%时,其比电容提高了 1.6倍,MnO2掺杂比例过高并不能有效的提高实际吸附在MCNT上的Mn02量,并验证了超声震荡工艺的可行性。在电致动膜中掺杂MCNT能线性增加其比电容并会降低其弹性模量,且低比例的掺杂,其在电致动膜中分散较为均匀。京尼平的交联不改变电致动膜的比电容,能提高其弹性模量,并能明显改变电致动膜的微观形貌。最后,综合分析不同改进工艺提高电驱动器输出力性能的机理,分析得到:掺杂MnO2提高了电极膜的比电容,使其容纳电子的能力增强,提高了富集在界面层的电子数量;由于掺杂在电致动膜中的MCNT的比表面积大,利于离子的附着和迁出,低比例的掺杂使壳聚糖与MCNT结合的较好,离子能平稳的移动,在界面层离子富集量增加;当京尼平交联比例为1/1000时,电致动膜的内部结构呈有规则的方形结构,这有利于离子的通过,提高了在界面层的离子富集量;以上这些因素的改变均能提高电驱动器的输出力性能。