刺激响应性薄膜是一种能够对外部刺激信号做出响应行为的薄膜材料。它能够将环境中温度、湿度、光照强度、电磁场变化等刺激信号转变成驱动、电阻变化等转变。这类智能薄膜材料被广泛应用于柔性传感器、软体机器人、智能驱动器等电子及传感领域。因此,开发具有高灵敏性、超耐久、抗疲劳和响应可控的智能薄膜,将为电子传感领域的发展具有长足的推动作用。本文论述了两种制备高效单层可控驱动智能复合膜的方法,并在保证单层薄膜可控驱动性的基础上,进一步提高薄膜的驱动力,以突破单层膜自身的缺陷,为薄膜在驱动器和传感领域的应用奠定优良的理化性能基础。简述如下:利用聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜中的“多氟”结构对丙酮蒸汽敏感的特性,通过薄膜拉伸“缩颈”现象对PVDF分子进行取向,沿拉伸方向取向的PVDF薄膜在丙酮蒸汽刺激下单向可控弯曲。为增强薄膜的蒸汽敏感性,在薄膜干燥前加入微米级铁粉颗粒,并在磁场作用下使铁粉有序排列。拉伸使铁粉与PVDF基材脱离形成排列规整的多孔结构,该结构不仅增加比表面积提高薄膜的蒸汽敏感性,还弱化了垂直拉伸方向的强度,更有力与薄膜本身形变。拉伸作用将拉伸方向的断裂强度提升至160 MPa。通过扫描电子显微镜对微观结构进行分析,结合X射线衍射技术和拉伸强度对比,分析薄膜可控形变机理,并分析了薄膜驱动器的动力学和运动学行为,为薄膜的实际应用提供理论依据。利用薄膜的可控形变性能设计了丙酮蒸汽多级检测装置,通过模拟电路设计表征其潜在应用价值。在可控形变改性的基础上,针对薄膜驱动力不强、应用范围受限等难题,在单层薄膜基础上通过固相聚合对薄膜进行微观图案化改性,制备“软硬段”间隔的图案化结构。该结构不仅保证薄膜在丙酮蒸汽刺激时产生形变可控的驱动行为,由于“软硬段”的叠加进一步增强薄膜的驱动力。当修饰间隔为1:1且修饰宽度为1 mm时薄膜产生的收缩力高达4 MPa。利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术分析了薄膜驱动力增强的机理,并通过拉伸测试对比了交联改性过程对薄膜可控行为的影响。利用支架展示薄膜的“千斤顶”效应,仅3.5 mg的薄膜驱动器将5.09 g重物举升3.33 cm。重物重量是薄膜驱动器的1453倍。其举升效率高达474 J/kg。最后,利用薄膜结合换能装置设计了丙酮蒸汽传感检测装置,将丙酮蒸汽信号转变成电信号达到预警效果。