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作为功能响应的智能材料,在最近几年备受科学家们的关注,石墨烯作为2004年发掘的新材料具有优异的光学、电学、热学特性及热电转化、光热转化特性,也是作为近几年来人们研究的重点材料。而将石墨烯应用到功能响应的智能材料是课题研究的重点和难点,且一旦实现了二者的优异结合对未来智能材料在柔性驱动器、智能机器人等发展中具有较大的意义。本论文以石墨烯及石墨烯复合材料、纤维素纸和丝蛋白膜作为基础材料,并进一步将其与其他高分子材料(双向拉升聚丙烯薄膜(BOPP)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS))结合,制备出了能够在光、电、热及湿度下多刺激响应的柔性薄膜驱动器。并且做了相关的应用研究实例,本论文的主要工作可以分为四个部分:(1)石墨烯及石墨烯复合材料的应用及性能探究本文首先通过改进Hummers法制备纯度较高的氧化石墨烯(GO),再通过高温搅拌法制备三种不同浓度的GO与聚乙二醇(PVA)复合,得到PVA/GO的复合溶液,将其置于聚四氟乙烯板上放入真空干燥箱中制得PVA/GO的复合材料薄膜。制备氯化亚锡(SnC12)溶液,将GO还原为石墨烯(RGO)薄膜,通过各种检测手段对制备的材料进行表征,表明制备的GO和RGO纯度较高,SnCl2溶液浓度在1.6M(mol/L),还原的RGO薄膜方阻最小,导电性能最好,以及PVA/GO复合性能较好等结论。(2)BOPP/A4纸/RGO/PEDOT:PSS复合膜的制备及变形规律的研究通过简单复合的方法制得BOPP/纤维素纸的双层复合膜,表现出了较好的热响应弯曲变形性能。采用滴涂的方法将石墨烯溶液滴涂在复合膜纤维素纸一侧的表面,低温干燥后,再附上一层PEDOT:PSS层制得最终的BOPP/A4纸/RGO/PEDOT:PSS复合膜。利用石墨烯的优异光热转化及良好的导电性,提高复合膜的力学性能及实现光和电的刺激响应,而PEDOT:PSS的高吸湿性能可实现湿度的刺激响应及更大程度上的弯曲变形。通过一系列的测试得出不同的刺激源诱导薄膜驱动器弯曲角度各有差异,最大可达到250°左右。力学性能测试表明石墨烯的复合提高了薄膜的拉伸应变11%左右。(3)BOPP/SF/RGO/PEDOT:PSS复合膜的制备及变形规律的研究通过探讨发现可将复合膜的纤维素纸层换成丝素蛋白膜层,制备方法不变,制得BOPP/SF/RGO/PEDOT:PSS复合膜,通过表征可以发现该复合膜在刺激响应下的弯曲变形能力大幅提高,但复合膜的拉伸应变下降了 20%左右及弯曲变形的可逆性也会有所降低。(4)BOPP/A4 纸/RGO/PEDOT:PSS 复合膜的应用根据BOPP/A4纸/RGO/PEDOT:PSS复合膜热响应迅速且变形可逆的特性,设计了一种可举起重物和抓起物体的智能驱动器,其次又设计了一种在光强刺激下可折叠成盒的活动铰链,在未来的远程遥控驱动系统中的发展中有重要的意义。