近年来,微型传感器、智能储能装置、纳米发电机、生物凝胶类驱动器等柔性纳米功能器件,成为当今学术界的研究热点。其中,生物质凝胶离子电驱动器是一种能够在外界激励下发生明显位移偏转的电活性聚合物(EAPs),其因具有变形大、响应快、重量轻等特点而备受关注。在储能电子设备、软体机器人、航空航天等领域具有广泛的应用前景。尤其在当今“绿色可持续发展”方针的指引下,生物质凝胶驱动器成为一大研究热点。因此,开展生物质凝胶电驱动器性能及其应用研究具有十分重要的意义。本文主要进行以下探究:首先采用生物质材料纤维素为基底,探究纤维素基离子凝胶电驱动器的结构组成及等效电路模型,采用不同手段测试其电学、电机械性能,并分析其偏转机理;其次在此基础上对其进行性能增强探究;最后探究纤维素致动膜的反向应用,搭建出纤维素基可降解摩擦纳米发电机,测试其电输出性能。具体如下:1、研究一种基于离子液体/纤维素(IL-Cel)电致动膜的柔性离子型电驱动器,搭建出纤维素基离子凝胶电驱动器及等效电路模型,结果表明,在范德华力和阴离子体积变化的作用下,驱动器最终表现朝向阴极偏转。测试表明[Emim]Ac-Cel基驱动器具有优异的偏转位移和输出力,在5V电压时最大输出力为3.08mN,偏转位移为15.55mm,分别是基于传统驱动器的200%和180%。2、由于没有经过处理的纤维素膜易卷曲破碎,将甘油作为增塑剂,对其进行增塑。探究甘油溶液浓度、增塑时间对纤维素致动膜及驱动器性能的影响。测试结果表明,增塑参数为30%/120min时,驱动器具有最大的单周期峰值位移和峰-峰值位移,与未增塑处理的驱动器相比,分别是其219%和393%。3、从微观角度出发,通过改善致动膜内部孔隙结构和改变内部容纳离子数目来提升纤维素基驱动器的性能。在纤维素基底中依次添加不同物质,并侧重分析处理后致动膜与驱动器的力学、电化学和电机械性能。测试结果表明:进行处理后,致动膜承受最大应力增大217.2%。20mV s-1扫速下,比电容增大至102.101mF cm-2,提升262.7%倍。在5V直流电时,驱动器偏转位移达到16.284mm,输出力为4.153mN,分别为基于Cel-1致动膜驱动器的217%和181.9%。4、纤维素致动膜在通电后,能够发生运动偏转。本部分探究纤维素致动膜的反向应用。设计了一种具有6层结构的纤维素基摩擦纳米发电机,分析其工作原理,测试其电输出性能。在此基础上进行优化设计,加入能够提升其电负性的物质,整流处理后测试其电输出。输出电压峰值为20.155V,输出电流峰值6.001 μA,分别为初始的254.43%和 548.04%。