离子凝胶是一种兼具离子液体主要特性和固态基体的机械特征的新型准固态聚合物电解质。相比于传统液体电解质和全固态电解质,离子凝胶既具有安全性高、不易燃易爆、工作温度宽等特点,还具有离子电导率高、柔韧性好和易加工等优势,从而在锂电池、超级电容器、燃料电池和柔性传感器等电子设备中有广泛的应用前景。但是,目前离子凝胶所使用的基体材料大多为人工合成高分子,其对环境污染性大、成本高、难降解和生物相容性差等劣势成为当前急需解决的问题。因此,出于对离子凝胶的长远发展的考虑,设计并制备生物可降解的环境友好型离子凝胶迫在眉睫。本文旨在通过研究开发资源丰富、价格低廉、生物相容性好、可生物降解且绿色无污染的纤维素、壳聚糖和海藻酸等天然高分子来代替传统合成高分子作为离子凝胶的基体材料,并利用化学交联的方法制备新型可降解的生物基离子凝胶。并对其凝胶化机理、流变性能、导电性能、机械性能、自修复性能以及在柔性电子设备中的应用进行了深入的研究。所得结果如下:（1）通过席夫碱反应,设计并制备了一种以壳聚糖和纤维素为基体的具有良好的自修复性能的新型化学交联型离子凝胶。流变学和动态力学分析测试表明,离子凝胶即使在温度高达150 ^oC时依然表现出良好的热机械稳定性,并且还表现出良好的抗冻性,即使在温度低至-20 ^oC时也可以保持出色的柔韧性。更重要的是,离子凝胶在-50-120 ^oC的较宽温度范围内均具有出色的离子电导率（高达2.1 mS/cm）。另外,基于该离子凝胶聚合物电解质制备的柔性超级电容器在高温环境和苛刻的机械条件下均表现出良好的性能。这种基于天然聚合物的离子凝胶具有良好的机械性能、高离子电导率、自修复性能和较宽的工作温度范围,在下一代高性能电化学装置中表现出巨大的应用价值。（2）以天然高分子—海藻酸为聚合物基体,通过在离子液体中对其进行化学接枝改性和交联反应,设计并制备了一种具有自修复性能的化学交联型生物基离子凝胶。通过流变学和压缩测试发现,离子凝胶具有较高的储能模量（可达4×10⁴ Pa）和压缩模量（3.14 MPa）,且随着海藻酸和交联剂含量的增加而升高。另外,在150 ^oC的高温下离子凝胶依然可以保持凝胶结构。电化学测试结果表明,离子凝胶具有良好的导电性能,在保持一定的机械性能下,其室温离子电导率可保持在10^-33 S/cm。重要的是,离子凝胶展现出良好的自愈效果和自愈效率。（3）以双键离子液体为单体,通过在离子液体中的原位光引发聚合/交联反应,制备了一种新型聚离子液体基高拉伸离子凝胶。流变学测试结果显示,离子凝胶具有较高的储能模量并表现出出色的热机械稳定性能,在高达200 ^oC时其交联结构仍未被破坏。DMA和拉伸测试结果表明,离子凝胶具有优异的机械性能、柔韧性以及耐疲劳性能,可以以固定应变进行50次的循环拉伸,并且具有非常宽的使用温度范围（-40-200^oC）,表现出良好的高、低温耐受性。经电化学测试可知,离子凝胶具有高离子电导率,其室温电导率可达2.8 mS/cm,并且在-40-200 ^oC温度范围内,所有离子凝胶样品的离子电导率均在10^-1-10² mS/cm范围之间。重要的是,基于离子凝胶组装的柔性应变传感器表现出优异的传感性能,可以对弯曲变形和拉伸变形进行精准检测,甚至还可以用于苛刻环境（如高、低温）中的检测工作。