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壁虎高超的三维运动本领源于其对粘附性脚掌的精确调控。合成仿壁虎脚掌以及驱动脚掌与接触面的主动吸附与脱附,是实现仿壁虎机器人三维运动的核心技术。论文从有机合成出发,制备了3种聚合物,十一烯酸-硅橡胶(UA-PDMS)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯-硅橡胶(PEG-MA-PDMS)和磺酸化聚苯乙烯-硅橡胶(SPS-PDMS),研究了PEG-MA-PDMS的粘附性能和亲水性能,及UA-PDMS和SPS-PDMS的离子交换性能。同时,论文还开展了离子交换聚合物电致动材料(IPMC)的制备和优化研究。具体内容如下:1、Pt催化下,利用硅氢化反应,使聚氢基硅氧烷(PMHS)上的Si-H键与十一烯酸(UA)上的烯基发生偶联,过量的Si-H键与聚烯基硅氧烷(PMVS)合成了UA-PDMS,利用UA-PDMS表面的羧基接枝多巴胺,全反射红外光谱监控了全部合成和表面修饰过程。2、Pt催化下,PMHS上的Si-H键与聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEG-MA)上的烯基发生硅氢化反应,过量的Si-H键与聚烯基硅氧烷(PMVS)合成了PEG-MA-PDMS,采用全反射红外光谱监控了全部合成过程。利用摩擦试验机测试了聚合物的粘附性能,PEG-MA-PDMS共聚物(PEG%,11%)的法向粘附力相对硅橡胶提高了7倍;无水条件下,切向粘附摩擦力提高了约2倍,有水条件下,切向粘附摩擦力减小到原来的1/4。掺杂PEG的硅橡胶与水和甘油的接触角由原来的107°,110°分别减小到54°,69°,亲水性明显增强。3、合成了高离子交换当量的磺酸化聚苯乙烯(SPS),全反射红外光谱监控了其合成过程,并利用滴定法测试其磺化度为80%,离子交换当量为4.742mmol/g。通过烯丙基胺的交联,聚氢基硅氧烷(PMHS)与SPS发生硅氢化反应,制备了聚合物SPS-PMHS,用以开展SPS-PMHS的电致动性能研究。4、制备了离子交换聚合物(全氟磺酸,Nafion)基电致动材料(IPMC),开展了亲水性多壁碳纳米管(MCNT)对IPMC的改性研究。在自行搭建的力学测试系统上对IPMC的输出力和位移进行了测试,MCNT含量为0.25%时,MCNT-Nafion-IPMC的输出力是同等厚度的商业膜制备的IPMC的三倍。