碳纳米管膜/纤维是新形态碳纳米管材料。由于其保留了碳纳米管良好的物理属性同时克服了碳纳米管粉体与其它材料复合时易团聚的缺陷,近年来得到了广泛的关注。优异的电学及力学性能使得碳纳米管膜及其纤维在复合材料、柔性电极与器件以及驱动器等领域中得到广泛应用。尤其对于复合材料而言,碳纳米管膜（或称碳纳米纸）轻质及良好的树脂结合性,使其在功能性复合材料领域中具有巨大的潜力,用以解决碳纳米管粉体难复合,易团聚,复合量低及性能差等缺点。碳纳米管膜通过不同的制备方法可得到无纺型和取向型,并且材料的厚度、电学和力学性能可以调控。由于是一新兴领域,碳纳米管膜/纤维复合材料的发展历史相对较短,针对功能性碳纳米管膜/纤维复合材料的研究仍较少。基于材料特殊性质（电学及电化学特性）的基础性研究比较缺乏,而这些问题将严重地限制宏观碳纳米管材料在功能性复合材料领域中的发展和应用。基于上述背景,本文主要研究了碳纳米管膜/纤维及其复合材料的制备方法和基于电学与电化学特性应用研究。采用了溶液吸滤法和固定催化剂化学气相沉积法制备无纺型和取向型碳纳米管膜。通过热处理及金属粒子修饰的方法制备了不同导电性能的碳纳米管膜,并探讨在不同导电要求的材料领域中的应用。基于化学气相沉积法制备的取向型碳纳米管膜的电学和力学性能,通过加捻将二维取向碳纳米管膜转变成一维碳纳米管纤维,得到了兼具良好电学性能与力学性能的取向纤维。基于纤维电学和力学特性,采用聚电解质功能化的方法得到具有电化学驱动特性的碳纳米管纤维复合材料。该复合纤维具有无毒性,低驱动电压,高响应速率和高能量密度的特点使其在生物及医学领域具有潜在的应用。对于溶液吸滤碳纳米管膜及其复合材料,本文研究了吸滤法碳纳米管膜的制备工艺,得到了良好柔性的碳纳米管膜。初始制备的碳纳米管的电导率为70～108S/cm,具有良好的电热特性以及树脂结合性。通过一体成型的方法,将碳纳米管膜与玻璃纤维预浸料复合制备出电热除冰复合材料。研究了该复合材料的电热性能并进行除冰实验。通过热处理的方法除去碳纳米管膜中残余表面活性剂并产生热交联,在保持原有薄膜柔性的基础上将膜的电导率提高至220～245S/cm,断裂应力由15.4MPa提高至43MPa。基于热处理后碳纳米管膜良好的柔性与导电性,提出了以其作为柔性超级电容器电极的导电基底,取代传统的电容器集电极与流体,制备出结构简单高柔性固态电解质超级电容器。验证了该电容器在不同形状下的柔性及电容特性。结果表明该电容器可在多种形状下保持良好的电容特性,最大比电容达到343.2F/g。通过沉积少量银纳米粒子的方法修饰碳纳米管膜,进一步提高碳纳米管膜的导电性能。为了保持原有碳纳米管膜的柔性,提出了原位吸附光分解以及喷雾光分解修饰法。碳纳米管膜在低银粒子修饰量的条件下,电导率可达到1700S/cm和3810S/cm。银粒子修饰碳纳米管膜满足更高导电要求的领域。针对目前防雷击与红外隐身领域高电导率要求以及传统材料的缺点,提出将修饰后的碳纳米管膜作为复合材料功能层。研究银纳米粒子修饰膜在纤维增强树脂基复合材料防雷击以及红外隐身领域中的应用。实验结果表明红外隐身复合材料在1～13μm的范围内具有较低的红外发射率,最低值约为0.2。银粒子修饰碳纳米管膜防护的碳纤维基体材料,雷击后的力学残留率达到92.1%（相比空白试件）,远高于未防护的62.9%。通过固定催化剂化学气相沉积方法生长出高取向碳纳米管阵列,由碳纳米管阵列制备出取向碳纳米管膜。通过加捻的方式将二维碳纳米管膜转变为一维碳纳米管纤维。采用聚电解质功能化的方法,将聚电解质特殊的电化学特性与纤维的可拉伸性和导电性相结合,制备出功能化电化学驱动纤维。碳纳米管纤维在交流电压作用下,电极周围电解质离子强度发生改变,使得聚电解质的构象发生变化,而聚电解质构象变化引起纤维体积的变化。两种物质的相互作用使得功能化碳纳米管纤维具有电化学驱动特性。本文针对功能性碳纳米管膜/纤维复合材料研究较为薄弱的现状,基于碳纳米管膜/纤维的电学和电化学特性,研究了以碳纳米管膜/纤维作为功能性组分或载体的功能性复合材料的制备方法及性能,得出复合材料性能的影响因素及规律。所得结论为未来轻质、高强、功能性复合材料提供研究思路。