随着传统工程材料慢慢被新兴智能材料所取代,各领域对于智能材料的需求尤为迫切。在智能材料中,电刺激驱动的仿生人工肌肉材料因其质量轻、所需驱动电压小、柔性好、响应速度快等优势成为当前的研究热点。但是当前的仿生人工肌肉环境可降解性差而且输出力较小,限制了仿生人工肌肉的应用。针对仿生人工肌肉的环境可降解性问题,本文采用绿色无毒的壳聚糖和石墨烯作为制备仿生人工肌肉的主要成分,生物提纯的京尼平作为人工肌肉的交联剂,油脂中提取的丙三醇作为人工肌肉的添加剂。针对仿生人工肌肉的输出力过小问题,本文通过在制备过程中加入石墨烯、交联剂、添加剂改善人工肌肉输出力性能。具体研究内容包括以下几个方面:采用壳聚糖和石墨烯作为制备仿生人工肌肉的主要成分,提出人工肌肉在掺杂石墨烯、添加剂、交联剂时的制备工艺路线。本文对人工肌肉的致动机理进行分析,得到影响人工肌肉输出力特性的因素,包括比电容、弹性模量、偏转位移、失水率、微观结构。提出人工肌肉的力学性能、电化学性能、变形性能、响应速度的评价方法与实验测试方法。研究不同质量分数的石墨烯对仿生人工肌肉的输出力性能影响,得到不同质量分数的石墨烯下仿生人工肌肉的输出力性能的规律,分析石墨烯对于人工肌肉的输出力特性改善的机理。制备以京尼平作为交联剂的仿生人工肌肉,研究在不同的京尼平交联比例下,仿生人工肌肉的输出力特性的变化规律。探究京尼平交联的仿生人工肌肉在实验测试过程中产生震颤现象并提出抑制措施。探究不同含量的丙三醇对仿生人工肌肉的输出力性能影响。作为添加剂,丙三醇有效改善人工肌肉的保水性能,添加一定量的丙三醇可以有效提高人工肌肉的电化学性能和力学性能进而提高输出力特性。在添加丙三醇的输出力实验测试过程中,对人工肌肉出现的震颤现象机理进行分析并提出抑制措施。通过加入一定质量分数的石墨烯,仿生人工肌肉的输出力大小提高了2.14倍。在最佳石墨烯配比下,通过掺杂交联剂或者添加剂的方式都在一定程度上提高了仿生人工肌肉的输出力性能。相对而言,掺杂丙三醇的方式可以得到输出力最大的人工肌肉但是交联方法可以获得输出力不小且响应速度、导电性更好的人工肌肉。