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近年来,能将温度、pH、光、磁场等外部刺激转化为机械变形的软体驱动器,由于其在医疗、仿生器件和软体机器人等领域的潜在应用,引起了研究人员的极大关注。与传统的刚性结构相比,软体驱动器能够响应外界环境的变化而发生形变。然而目前为止,大多数软体驱动器的尺寸都是毫米级或者更大,无法应用于细胞支架、微操纵器、微型机器人等领域中。因此,尺寸在微米级别的软体驱动器具有重要的研究意义。制备微型软体驱动器对于材料的选择和驱动设计是一个巨大的挑战。本文利用双光子3D打印技术,以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGda)单体为原料,制备了一种具有双层结构的微型软体驱动器。PEGda水凝胶可以通过吸收水分子发生膨胀,以膨胀率高的PEGda水凝胶为响应层,膨胀率低的PEGda水凝胶为被动层,PEGda双层结构在浸入水中后就会因为膨胀不相等而发生弯曲,成为水响应的微型软体驱动器。研究内容分为以下三个部分:一、PEGda水凝胶微结构的制备。以PEGda单体为原料,水为溶剂,曙红B为引发聚合的光敏剂,混合后制备了可用于双光子3D打印的光刻胶。研究了激光功率和直写速率对PEGda水凝胶打印性能的影响。二、影响PEGda水凝胶膨胀率的因素。研究了激光功率和切片参数slicing distance对PEGda水凝胶膨胀率的影响。结果显示激光功率越大或者slicing distance越小,膨胀率越低,激光功率越小或者slicing distance越大,膨胀率越高。三、基于PEGda水凝胶的微型软体驱动器。研究了影响驱动器弯曲半径的四个因素:激光功率差值,slicing distance差值,驱动器响应层比例和驱动器纵横比。结果表明制备响应层和被动层的激光功率值相差越大或者slicing distance值相差越大,驱动器的弯曲半径越小。随着驱动器的响应层比例和纵横比不断增大,其弯曲半径先减小至最低值后再继续增大。本研究的结果表明双光子3D打印制备的PEGda水凝胶微结构具有可控的膨胀率。制备的PEGda微型软体驱动器的弯曲半径可以通过四个参数进行有效的调控。