由于基础研究和工业/军事应用的强烈需求,能够摆脱重力约束并能在垂直或倒置表面上自由移动的设备,如攀爬机器人,受到了持续的关注。他们的参与使得各种危险、复杂作业变得安全、便利且高效。但目前爬墙型机器人还存在诸多不足,例如需要笨重的动力设备、能量消耗大、可控性弱以及不具备广泛的表面适应性等。当前机器人攀爬的策略主要包括:高压静电吸附、磁性吸附、真空吸附、以及模仿壁虎足底微观结构的仿生方法。理论上,机器人攀爬依赖运动系统与环境物体之间的界面相互作用,这与本征粘附性高分子的核心功能相契合,但本征粘附性高分子还难以应用到攀爬型机器人领域。主要原因在于:粘附容易,脱粘难;粘/不粘可逆、循环转变是大挑战。本研究设计一种离子导电型硼酸酯聚合物水凝胶,利用硼酸酯键管控水凝胶中的粘性因子:邻苯二酚基团,通过电解水改变凝胶表面pH,诱导硼酸酯键可逆断裂和形成,从而程控屏蔽和暴露粘性因子邻苯二酚基团,实现水凝胶电控粘/脱粘,进一步将该水凝胶应用到机器人领域,赋予机器人的反重力运动能力。主要研究内容如下:（1）采用5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺双茚满（TTS）与硼酸（BA）在碱性条件下的硼酸酯键形成反应制备了分子末端含硼酸基团的交联剂TB。以TB交联水溶性聚乙烯醇（PVA）制备TBVA水凝胶,其网络中含有导电离子和动态硼酸酯键。通过FT-IR、1H NMR、XPS以及SEM分别表征了 TB交联剂以及TBVA水凝胶的化学组成和微观结构。通过流变学分析（温度谱、应变谱以及频率谱）验证了水凝胶内部的可逆交联结构;利用应力-应变曲线研究了不同交联剂含量的TBVA水凝胶机械强度和延展性;从损伤微观结构以及材料力学性能演变入手,分析了 TBVA水凝胶的自修复能力,该凝胶可在120 s以内达到100%的应变自修复效率。（2）采用交流阻抗法测定了 TBVA水凝胶的离子传导率,最高达4.29 mS/cm。该水凝胶内部呈碱性（pH～8.0）,粘性因子邻苯二酚基团以硼酸酯键的形式存在于聚合物网络中,水凝胶对不同导电基体（不锈钢、碳纸、ITO玻璃以及铝片）不具备粘性。电刺激作用下（1.5～6.0 V）,水凝胶与阳极基体接触面因电解水而pH显著降低,诱导硼酸酯键断裂而暴露重邻苯二酚基团,水凝胶对阳极基体产生高粘性。简单地切换电场方向,该水凝胶可以可逆地在导电表面上粘附/脱粘,响应时间最短只有1 s,粘合强度可以从～0.5到11 kPa变化。详细分析了刺激电压、刺激时间、水凝胶尺寸对电致粘附性能的影响规律。通过红外、电化学等探究了水凝胶的电控粘/脱粘机理。依靠TBVA水凝胶的刺激响应特性,设计了一款可以进行反重力运动的三足型机器人,能够在垂直或者倒垂直的不锈钢墙面上爬行。通过本征粘附性材料粘/脱粘实现机器人反重力运动,对于新型攀爬型机器人的设计具有借鉴意义。