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目前智能材料的研究是一个热门学科,形状记忆材料便是智能材料中的一种。形状记忆材料能够在某一种或多种刺激环境（如pH、光照、氧化还原、电、磁场、温度）中,外力作用下固定住某一临时形状,当再受到刺激时能够恢复到原来的永久形状。形状记忆材料从最初的Ti-Ni为主体的形状记忆金属到各种塑料和橡胶类的形状记忆聚合物,再到新兴的形状记忆水凝胶的形状记忆材料发展。从形状记忆材料的发展趋势可以看出形状记忆水凝胶综合了形状记忆聚合物和智能水凝胶的各种优点,创造了新的研究领域,挖掘出了在分子元器件、微型机器人、生物医学等高新技术领域中巨大的应用潜力。但目前对于形状记忆智能水凝胶的研究大部分还集中在通过疏水作用形成的热响应性形状记忆水凝胶,因此开发研究新型的热响应型形状记忆水凝胶、其它响应型形状记忆水凝胶以及多种响应型水凝胶,以及拓展形状记忆水凝胶的应用领域,成为未来的发展趋势。另外,目前主要的形状记忆水凝胶都是通过化学交联固定水凝胶骨架,利用物理交联来赋予水凝胶形状记忆的功能。因为有化学交联的存在,水凝胶不能重复利用,对材料来说很浪费。因此,综合以上分析,本论文结合金属离子与一些基团之间的配位交联作用、疏水链段之间的疏水作用以及主客体相互作用,制备了几种新型的形状记忆水凝胶体系并进行机理和性能研究。具体研究内容如下:（1）利用丙烯酰胺（AM）、异丙烯膦酸（IPPA）和大分子交联剂聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）合成了一种新型的水凝胶。该水凝胶中的磷酸根可以与三价铁离子(Fe3+)配位交联,通过氧化还原反应使三价铁离子还原为二价铁离子（Fe2+）,从而破坏磷酸根与三价铁离子之间的交联作用。另外,通过加入络合剂EDTA·2Na,用更强的络合作用与磷酸根抢夺三价铁离子,从而也使磷酸根和三价铁离子之间的交联破坏。通过两种方式都可控制交联和解交联,从而使水凝胶具有两种刺激响应性形状记忆。我们利用流变仪对水凝胶的性能进行研究,对形状记忆的原理和影响因素进行了分析。（2）利用可聚合阳离子表面活性剂甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代十六烷（C16DMAEMA）、丙烯酰胺（AM）为单体进行胶束聚合,以甲叉双丙烯酰胺（MBA）为化学交联剂,与α-环糊精混合制备疏水改性聚丙烯酰胺水凝胶。其中利用主客体相互作用,将环糊精引入到疏水链段上,形成疏水链穿插多个环糊精的聚轮烷拓扑结构。XRD、固态13C-NMR、DSC等表征手段证明引入到疏水基团上的环糊精之间的氢键相互作用形成结晶区,并通过结晶区的熔融和结晶形成可使水凝胶实现热响应形状记忆功能。（3）利用丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和疏水单体丙烯酸十八烷酯（C18）共聚合成了一种没有化学交联剂,而是通过疏水缔合作用物理交联的聚合物水凝胶,并通过加入三价铁离子利用与水凝胶中羧基之间的配位络合作用形成第二种物理交联。该水凝胶体系中由于同时存在疏水相互作用和能与三价铁离子配位络合的相互作用,属于由两种物理交联构成的水凝胶。利用疏水作用固定水凝胶的形状,凝胶中的丙烯酸基团与三价铁离子交联,通过还原和络合作用解交联,从而实现水凝胶的形状记忆功能,赋予水凝胶多重响应形状记忆特性。同时,由于水凝胶中不存在化学交联键,大大丰富了水凝胶的种类和应用。