离子聚合物-金属复合物(Ionic Polymer-Metal Composites,简称IPMC)是一种电活性的材料,在仿生材料,人工肌肉,微型机器人等方面有广阔的应用前景。当在IPMC电极上施加低电压,就能产生一定的弯曲变形,构成致动器；在只加机械载荷(弯矩)时,可以使膜上下表面产生电位差,则构成传感器。作为柔性致动器,IPMC具有驱动电压低、柔度高、响应迅速、在电场作用下产生的力密度大,易微型化等特点,目前适用于医疗器械(如人造心脏)、太空探索、微型机器人和微机电系统等诸多领域,使之成为一种非常有前景的新型材料。目前广泛研究的IPMC用离子聚合物膜Nafion具有良好的氧化稳定性、化学稳定性及质子导电性,但其造价昂贵,且全氟材料的生产可能造成对环境的污染,因此研究新型离子聚合物IPMC用膜引起广泛关注。同时,IPMC用电极一般为贵金属Au、Pt等,一般制备工艺复杂,价格较高,研究新型电极材料的制备对新型IPMC的开发和应用具有重要意义。本课题从材料结构角度出发,设计合成了链型聚合物及交联型聚合物,甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、改性壳聚糖和交联型聚乙烯醇,研究了聚合物组成结构与性能的关系。在电极方面,考察了碳型电极、铜电极以及聚吡咯作为电极的新思路。成功将碳纳米管电极、石墨电极、铜电极以及聚吡咯电极富集在聚合物基体表面。并对其导电能力进行测试,选出导电性能很好的碳纳米管电极、铜电极以及聚吡咯电极。在IPMC制备方面,依据电极类型,分别采用两步法及三步法制备IPMC。采用化学法镀涂电极,IPMC用两步法制备；采用物理复合法制备电极,用三步法完成PMC的制备。新型IPMC的致动性研究中,电极类型、PMC用基膜的几何形状、电压信号的强度和频率及离子的类型都影响PMC的致动性。