刺激响应型智能高分子薄膜是指在外场刺激下能发生形变或运动的一类聚合物薄膜。智能响应薄膜可作为智能传感器、软体机器人和能量转化接收器等,在生物医药、组织工程和机械工程等领域具有广泛的应用前景。可控动力学是实现刺激响应薄膜应用的关键,是智能高分子领域的研究热点。为制备对外场刺激具有响应性能,并显示可控动力学的柔性薄膜驱动器,通常需对薄膜结构进行特殊的设计。本论文在总结已有工作结果的基础上,提出了两种聚合物薄膜结构设计新思路,通过外场刺激,实现薄膜驱动器的可控动力学,为柔性智能薄膜的发展,提供了可借鉴的理论基础。现将两项工作分别简述如下:（1）利用二氧化钛（TiO₂）在聚偏氟乙烯/聚苯乙烯（PVDF/PS）双层膜界面之间进行图案化修饰,制备了PVDF/TiO₂/PS双层膜驱动器,当暴露在丙酮蒸汽环境时,根据TiO₂图案化分布,可实现高度可控的薄膜响应动力学:TiO₂图案与薄膜长轴方向成-60°角时,在丙酮蒸汽刺激下,薄膜呈现顺时针摆动旋转的运动;当TiO₂图案与薄膜长轴方向夹角为+60°时,薄膜呈现逆时针摆动旋转;如果控制TiO₂图案与薄膜长轴成90°,可以实现薄膜驱动器的原位蠕动。不同于传统表面图案化修饰,TiO₂图案位于两层薄膜中间,有效避免了TiO₂的脱落,解决了表面图案化结构稳定性不足的缺陷。测试结果表明,在25℃丙酮蒸汽环境中,PVDF/TiO₂/PS薄膜的平均摆动频率达到30±5 min^–1,顺时针摆动旋转一圈的周期需要80 s,且可通过升高温度、提高丙酮蒸汽浓度等方式进一步提升驱动器摆动频率,如65℃,薄膜摆动频率可增加至120±10 min^–1。本工作基于可控的刺激响应动力学原理,设计了一系列软体机器人,在丙酮蒸汽刺激下,可实现软体机器人的扭曲、卷曲等多形变运动,为构建复杂的仿生动力学模型提供了理论基础及技术指导。（2）利用海藻酸钠（SA）与聚乙烯醇（PVA）溶液,通过层层组装的方式制备了厚度方向上湿度响应性能梯度分布的复合薄膜驱动器,实现了在无梯度湿度环境中的可逆定向驱动。该成果打破了传统的活性层与惰性层结合的结构组装方式,彻底解决了“多层膜”界面脱落问题,保障了柔性驱动器在循环形变过程中的结构稳定性。并通过实验数据与理论模型的统计分析,从化学势角度提出了湿气刺激响应薄膜的能量转化机理,为恒湿环境刺激响应柔性器件的设计,提供了新的思路。基于试验数据与理论模型计算结果表明:在25℃时,28.9 mg的复合薄膜可以从空气湿气中捕获的能量约为48.285μJ,并将其中39.2μJ的能量转化为动能,实现能量转换效率为81.2%,该结果进一步揭示了利用高分子薄膜将湿气转化为机械功的潜力。