刺激响应性水凝胶可在特定环境变化的刺激下做出响应行为,因此有希望应用于智能执行机构、软体机器人等领域。然而传统水凝胶需要与环境刺激直接接触(温度、pH等)才能发生响应行为,需要水等物质作为介质;且响应速率较慢,如温敏水凝胶通常需要十几个小时以上才能完全去溶胀,限制了刺激响应性水凝胶的应用。本文设计合成了 一种包含氧化石墨烯(GO)片、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶球体和PNIPAM链的复合结构水凝胶。通过控制聚合时间得到负载双键且粒径不同的PNIPAM微凝胶,将其作为部分交联点与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)聚合从而提高水凝胶响应速率,GO作为光热转化的纳米填料掺入水凝胶体系。此方法制备的复合水凝胶同时具有温度敏感和近红外光敏感特性,同时具有较快的响应速率。通过对GO进行化学还原和化学修饰,进一步提升了该复合水凝胶的力学性能和响应性能。本文探究了 GO浓度、微凝胶的合成时间、NIPAM浓度等条件对水凝胶的光敏感性、温度敏感性和力学性能的影响,并探究了对GO的化学修饰和化学还原对水凝胶性能的影响。通过差示扫描量热法、扫描电镜、红外光谱、拉曼光谱分析等表征手段,分析了各个制备条件和水凝胶组成成分对水凝胶结构和性能造成影响的原因。相比于传统PNIPAM水凝胶,此种复合水凝胶能够对近红外光和温度双重响应,且具有较好的响应速率和响应程度。利用该复合水凝胶的近红外光响应行为本文设计了一种实现非接触式控制的光控微流体阀门;利用该种水凝胶响应速率的差异性,实现了水凝胶条的弯曲行为。