水是世界上最丰富和重要的资源之一,也是一种纯天然的能量来源。随着科学技术的不断发展,将水中的能量转化为其他形式的能量的研究引起了人们越来越多的关注。本论文主要研究了氧化石墨烯(GO)膜、壳聚糖-多壁碳管(MWCNTs)复合膜以及壳聚糖纤维的制备,并研究它们在湿气响应驱动器中的应用,具体结果如下:(1)基于GO薄膜的湿气响应驱动器将GO分散液抽滤后得到自支撑膜,研究了在湿气驱动下自支撑膜上下表面存在湿度差时的响应现象。这种薄膜对湿气的刺激表现出高灵敏度和超快速响应的特点,响应速度高达30°s-1。这种薄膜可以将湿度中的潜在能量转换为可以利用的机械能,能够提升比其自身重8倍的货物。(2)基于壳聚糖薄膜的湿气响应驱动器制备了壳聚糖与MWCNTs复合薄膜并研究薄膜对湿润气体与干燥气体的响应现象。薄膜在一系列吸水/脱水循环过程中引起薄膜的形状变化,包括可逆弯曲,扭曲与翻转。将复合膜应用到湿气响应的驱动装置中,该装置可以运输接近其自身重量65倍的货物。另外,当薄膜应用到电子器件中时,器件对潮湿和干燥的气体有着不同的输出信号。(3)基于壳聚糖纤维的水和湿气响应驱动器使用湿法纺丝与加捻技术制备了加捻的壳聚糖纤维,并研究了纤维在水和湿气驱动下解捻与干燥后回复的现象。结果表明,2.0 mg加捻的纤维在解螺旋时能够带动1.0 g的物体进行旋转,同时还可以像起重机一样在20 s内将0.50 g的重物提高4 cm。