自上世纪70年代导电聚合物被发现以来，既具有导电性又具有高分子性质的导电聚合物材料引起了人们的广泛关注，并已成为科学研究的一大热点。由于导电聚合物具有密度小、质量轻、导电性可以根据使用需要在导体、半导体和绝缘体之间进行调节等一系列优点，目前已经在光、电、磁功能器件和生命科学等领域得到初步的应用。　　具有纳米/微米结构的导电聚合物材料兼具普通纳米/微米结构材料特殊的表面效应、尺寸效应、量子效应和导电聚合物的物理化学性质，在化学、材料、信息技术等领域具有广阔的应用前景。对导电聚合物纳米/微米结构及其自组装行为的有效控制，与材料的宏观性能密切相关，是导电聚合物纳米/微米结构材料得到应用必须解决的问题，也是目前导电聚合物研究领域的重要挑战。　　另一方面，由于导电聚合物材料不溶不熔，其加工性较差是实用化过程中遇到的重要问题。为了解决这一问题，目前常用的做法是开发新型的可溶性导电聚合物，或将这类材料制备成为可以直接应用的薄膜、溶胶、凝胶等材料。其中，导电聚合物凝胶兼具凝胶材料的机械性质、溶胀性质和导电聚合物的电化学活性，受到了广泛的关注和深入的研究。　　此外，继续开展基于导电聚合物电学、光学等物理特性的功能化研究是非常必要的，同时开展基于导电聚合物化学性质的功能化研究也是一项富有意义的创新工作。这些研究对于进一步认识导电聚合物和丰富导电聚合物的科学内涵具有非常重要的意义，也是导电聚合物材料实用化的必经之路。　　本论文在导电聚合物纳米/微米结构材料的制备及控制生长技术;导电聚合物纳米/微米结构材料的自组装行为及组装产物的宏观性质;导电聚合物水凝胶材料的制备及力学增强与功能化等方面进行了探索，得到了如下创新性结果:　　(1)导电聚合物纳米/微米管的制备及结构控制　　导电聚合物纳米/微米级一维材料的制备方法主要包括“硬模板法”和“软模板法”。本课题组前期工作发明了一种“自降解模板”，这种模板由阴离子偶氮染料甲基橙和三氯化铁相互作用形成，可以成功地用于制备聚吡咯纳米管。本文利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵修饰自降解模板，成功调节了自降解模板的尺寸和表面组成，从而实现了对聚吡咯纳米管尺寸和形貌的控制，并完成了从纳米管到纳米线的结构转变。通过系统研究，总结出了阳离子表面活性剂的作用机理，并讨论了不同类型表面活性剂对体系的影响。在此基础上，本文发明了一种基于甲基橙的“通用性模板”。这种模板在酸性水体系中稳定存在而能溶解于中性的水中，具有硬模板的形式和软模板的效果，对于导电聚合物微米管的制备具有通用性。利用这种模板，成功制备了聚吡咯、聚苯胺、聚（3，4-乙撑二氧噻吩）微米管，并对几种材料的基本性质进行了表征。　　(2)导电聚合物水海绵体的构筑及性质　　利用甲基橙/三氯化铁自降解模板，在介观尺度直接将聚吡咯纳米管和纳米颗粒“自下而上”构筑成为具有宏观尺寸的水海绵体。静置的反应条件对水海绵体的形成起到了关键作用。对材料的微观结构进行了分析，聚吡咯纳米管的自组装行为与高分子链交联形成凝胶的过程相类似。得到的水海绵体能够在真空下失水收缩，宏观性质与不可逆物理型凝胶类似。通过向体系中引入环糊精衍生物和改变模板类型，分别实现了对水海绵体的“介观尺度交联”，改进了材料的收缩-膨胀性能，使其宏观性质与可逆化学型凝胶类似。对聚吡咯水海绵体的分子结构、结晶性、吸水性、盐效应、电导率等进行了研究，并制备了基于海绵体的聚吡咯超亲水薄膜。本文讨论了微观对应物、宏观对应物的结构和性质的相似性，为开发具有介观尺度超结构和宏观尺寸的功能材料提供了指导，为研究介观尺度的热力学和动力学理论提供了基础。　　(3)超分子自组装法制备导电聚合物水凝胶　　利用聚合物分子链和多价阳离子间的超分子自组装，一步法成功制备了新型导电聚合物水凝胶。在静置的反应条件下，凝胶化过程和聚合过程同时进行，多价阳离子起到了聚合氧化剂和离子交联剂的双重功效。得到的水凝胶材料本质上是一种“半互穿网络型”凝胶，具有伸展的分子链构象和可调控的微观形貌，在纳米尺度上发生相分离，并可以失水收缩。对静置的反应条件进行了分析，对材料的凝胶化机理进行了研究。这种超分子自组装法对于导电聚合物水凝胶的制备具有普适性，得到的材料有望在电化学传感器、药物释放、人造肌肉等领域得到应用。　　(4)高强度导电聚合物水凝胶的研制及功能化　　传统的导电聚合物水凝胶材料缺乏机械强度，严重限制了其实际应用。本文将利用超分子自组装法制备的聚（3，4-乙撑二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)水凝胶与聚丙烯酸(PAA)水凝胶复合，制备了兼具高力学强度和电化学活性的PAA/PAA/PEDOT-PSS三重网络(TN)水凝胶。对材料的机械性能、流变性质、微观结构、分子构象等进行了研究，提出了TN水凝胶的增强机理，并初步探讨了其在电化学传感器、超级电容器中的应用。在此基础上，将自身为半互穿网络的PEDOT-PSS水凝胶与电中性的聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶复合，制备了具有较高机械强度的PAAm/PEDOT-PSS特殊二重网络(sDN)水凝胶，实现了导电聚合物水凝胶增强过程的简化。系统研究了sDN水凝胶中各组分对其机械性质、微观结构等的影响，提出了sDN水凝胶断裂过程中形成PEDOT碎片的特殊增强机理，初步探讨了其在电制动器中的应用。最后，利用超分子自组装，一步法制备了具有自增强功能的PEDOT-PSS水凝胶，实现了导电聚合物水凝胶增强过程的进一步简化。PEDOT-PSS水凝胶的自增强功能与其微观结构、相结构密切相关。通过系统研究，对自增强水凝胶的制备条件进行了优化，对材料的电导率与表面组成、微观结构的关系进行了分析。另外，本文利用特殊的界面聚合方法，经济、有效地制备了高质量的聚丙烯酰胺/聚苯胺复合水凝胶。与传统的复合水凝胶相比，材料的均匀性、机械强度、电导率都得到了改善，并可以在掺杂态和脱掺杂态间方便地转换。这种界面聚合制备导电聚合物复合水凝胶的方法对所使用的有机溶剂和掺杂剂没有特殊要求。本文对导电聚合物水凝胶的增强和功能化进行了探索，对聚合物水凝胶材料的发展具有实践和理论上的指导意义。