IPMC(Ionic Polymer-Metal Composites)作为一种人工肌肉材料,具有质量轻、响应迅速、功耗低、柔度高等优点。尽管IPMC的诸多优点使其拥有广阔的应用前景,但是其运动寿命短成为限制其应用的关键因素,而其表面金属电极的氧化是导致运动寿命短的主要原因。本文针对目前广泛被研究的Ag-IPMC,以改善Ag-IPMC中银电极易氧化的问题为切入点,对多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotube,缩写MCNT)进行带电修饰,应用电泳沉积法使其“生长”在Ag-IPMC表面,制备了多壁碳纳米管型人工肌肉(MCNT-IPC)。首先,分析Ag-IPMC中银电极的形成原理,建立Ag-IPMC电极几何模型,计算电极层间隙体积分数和外电极厚度对电极电阻的影响。对Ag-IPMC运动失效前后电极宏观表征变化进行了对比观察。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对运动失效前后的电极微观结构和物质组分进行了对比分析,解释了Ag-IPMC的电极失效机理。其次,采用聚二烯丙基二甲基氯化铵(Poly dimethyl diallyl ammonium chloride,缩写PDDA)对MCNT进行带电修饰,应用电泳沉积法使带正电荷的MCNT“生长”在IPMC银基媒介层上,制备了MCNT-IPC。根据沉积量理论公式,确定电泳电压和沉积时间为实验初期的关键工艺参数。再次,应用人工肌肉运动性能测试平台,对不同工艺参数下的MCNT-IPC运动性能进行了测试,包括力输出性能和位移输出性能。提出适用于人工肌肉的运动寿命判定准则,并对不同工艺参数下的MCNT-IPC进行运动寿命对比测试,MCNT-IPC较Ag-IPMC相比,运动寿命均有不同程度的提高。最后,采用SEM对不同工艺参数下的MCNT-Ag复合电极微观结构进行了表征观察,研究电泳电压和沉积时间对MCNT“生长”状态的影响,探究工艺参数、运动性能与电极微观结构三者的关系。对不同MCNT“生长”状态的实验样品进行EDS分析,说明了MCNT能够有效的减弱电极的氧化程度,使电极的稳定性得到增强,明确了MCNT-IPC运动寿命得到提高的原因。