自然界中的生物体为适应环境条件而改变自身形态。近年来,大量关于模拟生物形变功能的人工形变系统广泛受到关注并取得一定的研究进展,在生物医学、仿生系统和航空航天等领域都有广泛运用。其中,韧性水凝胶,一种具有超高机械韧性的新型水凝胶,其克服传统水凝胶脆弱的成型结构,是人工变形系统的理想选择之一。受到Ca-海藻酸钠/聚丙烯酰胺韧性水凝胶的结构性质和力学特性的启发,本文提出了一种将韧性凝胶加工成合理设计的形状的有效方法。我们首先通过施加Fe³⁺扩散到韧性的凝胶基质中,以形成新的离子交联网络。Fe三价阳离子作为更强的离子交联剂进一步提高了凝胶网络的抗形变性。因此,高度可拉伸的韧性凝胶变得不易拉伸,就像“冷冻”凝胶一样。在Fe³⁺浓度为0.01 M、0.1 M、0.3 M、0.6 M、1.0M条件下,其杨氏模量随着Fe³⁺浓度升高逐渐增加至约2.90 MPa。随后,我们控制Fe³⁺溶液浓度来调节杨氏模量,成功地将韧性凝胶设计成各种形状。最后,通过一种简单可靠的机械化学调节策略,将Fe³⁺定点扩散到预拉伸的韧性凝胶中,形成三价离子交联网络,显著增加局部杨氏模量,当去除施加的拉伸力后,由于杨氏模量不匹配,残余应力作用导致了各向异性编码的预拉伸韧性水凝胶变形为复杂的三维折纸结构。由于三价Fe³⁺交联的密度更加紧密,韧性水凝胶的Fe³⁺图案化区域表现出抗溶胀特性,即使是0.01 M的铁离子也可以将韧性凝胶的抗溶胀能力从830%以上大幅提高到110%左右。而后我们将Ca-海藻酸钠/聚丙烯酰胺韧性水凝胶通过Fe³⁺离子的图案化进行位点特异性机械强化,形成具有不对称溶胀性质的层状结构。为了研究厚度比效应,我们把条状凝胶的一面用Fe³⁺修饰,结果表明随着铁-钙层厚度比率的增大,条状凝胶溶胀形成闭环的时间随之增加,当铁-钙层厚度比率大于约0.8时,没有足够的驱动能量来形成闭合环。我们用不同长度的Fe³⁺离子图案对相同尺寸的水凝胶条进行图案化,较长的图案会引起更快和更大的变形。基于上述研究,我们通过应用Fe³⁺离子图案化,将应力驱动和溶胀驱动相结合,编码双重类型的各向异性元素,从而实现了对韧性水凝胶的复杂变形的双重调节。将具有不同拉伸比的凝胶条（1.5倍,2倍和2.5倍）,其中一面修饰Fe³⁺,释放应力后使其溶胀,由2.5倍拉伸的凝胶条引起的整体溶胀引起的弯曲为约620°,而较大的拉伸率也会引起较大的溶胀变形。由刚度不匹配引起的形状变形是无溶剂的,而膨胀诱导的形状变形是在溶液中进行的,这意味着双重调节的形状变形系统是空气和水两栖的,这给进一步发展两栖机器人提供了的机会。