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由于柔性致动材料能够真实地模仿人类肌肉的运动方式,所以相关的研究引起了人们广泛的兴趣。因为碳基材料具有优越的电学、热学、力学性质,高分子材料具有良好的柔性,所以碳基高分子复合材料集合了碳基材料与高分子材料的优越性质。因此,碳基高分子复合材料是致动材料的重要分支之一。本论文主要围绕利用碳基高分子复合材料以及两种基本物理规律（热膨胀效应与吸湿膨胀效应）制备高性能致动材料。首先,本论文基于热膨胀效应,制备出基于超顺排碳纳米管（super-aligned carbon nanotube,SACNT）薄膜的大形变致动器,透明致动器以及可调光致动器。其次,本论文基于热膨胀效应与吸湿膨胀效应二者相结合的双重效应,利用石墨/纸及氧化石墨烯（graphene oxide,GO）等碳基材料制备出三种多刺激响应型致动材料。简要介绍如下:第一,本论文围绕热膨胀效应,设计了三种致动材料。首先是基于SACNT薄膜和双向拉伸的聚丙烯薄膜（biaxially oriented polypropylene,BOPP）的大形变致动器。由于SACNT薄膜优异的导电性,在低驱动电压下（5 V）,该致动器的弯曲曲率可达1.03 cm-1。同时,设计了一种S形致动器,为未来设计更复杂的致动器提供了思路。其次,利用单层SACNT膜具有高透明度的特性,先将单层SACNT膜与聚对苯二甲酸乙二酯结合,制备透明导电膜。之后设计了基于BOPP的透明致动器,在可见光范围内的透明度最高可达70%,弯曲曲率最高可达0.41 cm-1,并展示它们在彩色仿生伪装,透明机器人等方面的应用。最后,利用石蜡作为调节透明度的材料,先制备出基于石蜡-聚二甲基硅氧烷的可调光复合材料。之后以此为基础,制备出可调光致动器,并概念性地展示其在可调光智能窗的应用。第二,本论文基于热膨胀效应与吸湿膨胀效应二者相结合的双重效应,利用碳基材料制备出三种多刺激响应型致动材料。首先,利用石墨,纸和BOPP薄膜各自独特的性质,制备出能够对湿度、光、电刺激做出响应的致动材料(弯曲曲率高达2.6 cm-1)。同时,它展示出优异的双向弯曲性能。此外,仿生花和智能窗帘展示了其在智能材料应用领域的巨大潜力。其次,通过激光打印机在纸上沉积碳粉层制备出能够对湿度、光做出响应的,且可完成复杂形变的致动材料。通过计算机辅助改变图案的灰度,可以精确地控制致动器的弯曲曲率和速率。最后,利用具有巨大吸湿膨胀系数以及热膨胀系数接近于零的GO纸制备出能够对光、湿度作出响应的,且形变超大(3.1 cm-1)的致动材料。最后制作了一个螺旋型机械臂,概念性地演示螺旋/解螺旋型仿生运动的应用。