能够感知外界的环境刺激（如光、温度、磁、电、湿度等），并将外界的刺激转化为自身机械形变或运动的刺激响应型执行器被广泛应用于微纳米机器人、微机械、软体机器人等前沿领域，并且在材料科学、生命科学及环境科学等领域都具有巨大的应用价值。从微观的微纳米马达到宏观的致动器，都是将化学能或其它形式的能量转化为机械能的人工智能器件。在微观尺度，人们已经设计并构筑了各种可进行自主运动的人造微纳米马达，一方面，大多数微纳米马达制备方法复杂，所需设备昂贵，并且对速度大小和方向控制较差;另一方面，多数报道的这些微纳米马达的运动较为单一，或者运动形式都是无规律和单调的，而非线性（振荡）运动作为一种特殊的运动形式广泛存在于生命系统中，研究微纳米尺度的非线性运动对仿生系统的发展具有十分重要的意义。在宏观尺度，已经报道了各种致动器的运动包括爬行，游泳，跳跃等等，但是目前报道的运动都很难利用材料本身的协同作用或与环境的协同效应实现复杂的运动。基于以上问题，本课题是基于高分子材料的刺激响应性研究，本实验用静电纺丝的方法一步法制备多功能刺激响应性微米马达，还研究了微粒在光照下的群体振荡运动行为;并且本文还介绍了一种高分子复合薄膜材料，该薄膜能够在光照下实现旋转和飞行运动。本文的内容主要分为以下三个部分:
　　1、报道了一种多重响应刺激响应性核桃状的微米马达，由聚己内酯(PCL)生物聚合物，过氧化氢酶和磁性四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4NP)的混合溶液通过静电纺丝的方法构造。由于过氧化氢酶的催化活性，所得的基于聚合物的核桃状微米马达不仅在H2O2环境下表现出自主的运动，而且基于Fe3O4NP的光热效应和磁性，对光场和磁场都有响应。这些特性与PCL聚合物的疏水性质一起使得目前的核桃状微米马达在环境修复方面具有潜在的应用。除此之外，还探讨了马达从污水中除油的能力。
　　2、用乳液合成法合成了一种聚吡咯微米粒子，这种粒子在光照射下的光热效应会引发粒子（流体）的振荡运动的集体行为。有意思的是，可以改变光照强度可以将运动状态从无运动转化为振荡运动，连续运动。并且发现振荡运动仪存在于中等光照强度和中等浓度的微粒中。这是第一次发现由光热效应产生的热-马兰戈尼流和热泳运动可以引起微粒在水溶液中的振荡运动。相信这种非线性现象的发现为仿生系统中的非线性运动的研究提供了新的思路。
　　3、本实验报道了一种光驱动能够旋转的石墨烯/琼脂纳米复合薄膜，这种具有溶剂和湿度响应的琼脂和具有光热效应的石墨烯纳米片的复合薄膜能够在光照下形成特殊的类旋浆的结构，通过调节实验中的光照条件，就可以实现薄膜的水平运动和飞行运动，发现这种运动形式十分类似于竹蜻蜓，直升机的运动，并且发现在自然界中还有各种能够飞行的植物—翅果，使得这种复合材料在仿生领域也具有潜在的应用价值。第一次实现高分子薄膜在空气的光照旋转运动，并且第一次实现了其在空气中的光照飞行运动，这是之前的文献中从未报道过的。本实验的这一研究发现，为多重刺激响应驱动器的开辟了一种全新的运动形式。