离子型电活性聚合物是指在外加电刺激下能够发生明显尺寸或形状变化响应的一类新的驱动材料,与形状记忆合金和压电陶瓷等传统人工肌肉材料相比,离子型电活性聚合物具备形变大、灵活性高、低能耗和低噪音等独特的优势,在微机电系统、微型机器人和生物医学等领域表现出了广阔的应用前景。但基于离子型电活性聚合物的驱动材料在电机械转换效率和力学输出方面相比于传统驱动材料有较大的差距,阻碍了它的进一步发展。因此,如何提高离子电活性聚合物材料的换能效率和力学性能,是其走向实际应用所要面临的首要问题,也是该领域下一步研究的重要方向。本文从提高驱动器换能效率和力学性能两个方面展开研究。首先,我们将羧基化的MWCNTs引入PEDOT:PSS聚合物之中作为电化学驱动器的电极,用TPU/IL作电解质层热压制备了导电聚合物驱动器。羧基化MWCNTs通过π-π相互作用和氢键实现与PEDOT:PSS良好相容性,使复合电极具有优秀的机械稳定性和高电导率。同时MWCNTs赋予电极多孔结构,促进了离子向电极中的吸附和集聚,增强了电极的膨胀效应。使得驱动器的电机械换能效率也从0.019%迅速提高到了1.04%,但力学输出仅从0.42mN提高到了1.43mN。为了进一步提高驱动器的力学输出,我们选择Nafion离子交换膜作为驱动器电解质层,采用多层热压和溶液浇铸两种方法来增加离子交换膜的厚度,并以碳管作为电极制备得到了具有高力学性能的驱动材料,同时还研究了驱动器厚度、外加电场和驱动离子对驱动器力学性能的影响,使得驱动器产生高达60.8mN的力学输出。为了得到能够在电刺激下发生变形变色响应的复合功能材料,我们采用水热法合成碳包覆的磁性Fe₃O₄颗粒,并在磁场下采用紫外固化法实现其在水凝胶基质中的有序自组装,得到形变时可发生变色的光子水凝胶,并与电驱动材料进行复合。