智能材料能把外界刺激转化为自身响应而被广泛的关注着，在航空航天、工程建筑、工业生产和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。其中研究的关键在于具有高灵敏度响应敏感基元的设计与制备。随着纳米科技的发展，碳纳米材料因其纳米尺度带来的优异性能而不断吸引着科研界的研究热情。然而单纯碳纳米材料的智能响应特性受到居多条件的限制，无法满足实际相关需要。如何将其更好的应用于实际需求，成为了目前科学研究中的重要课题。材料复合是纳米材料迈向应用的一个重要途径，作为性能优异的纳米尺度单元，碳纳米材料通过和其他不同性能的材料进行复合，在提高复合材料性能的同时，可进一步扩宽其应用范围。本课题以碳纳米管与石墨烯两种碳纳米材料为核心组元，与具有良好生物兼容性的生物分子聚合物、硅胶弹性体聚合物以及具有高活性的金纳米颗粒相复合，研究碳纳米复合材料在光、电信号刺激下的传感与驱动性能。
    1）我们通过溶液超声混合的方法制备碳纳米管生物分子复合材料，利用碳纳米管均匀网络结构的能量收集与转化能力以及生物分子的智能响应，探索其单层膜在不同频率和波形的交变电信号刺激下的良好电机械振动响应，发现了其振动的频率和波形与所施加的电刺激信号完全一致，从而以简单的材料结构设计，实现了响应良好的传感。
    2）我们利用碳纳米管的力学增强性能以及弹性体聚合物的物理化学稳定性，使用物理混合的方法制备出并且探索碳纳米管硅胶弹性体复合材料的可维持性的电驱动行为以及力学输出，实现对于电驱动输出的长时间可维持性以及可控性，以及该复合材料对于重量为自重40倍的负载重物的举重行为。
    3）我们发展了一种绿色、无表面功能化、简单、便利的一步电化学方法在石墨烯表面可控地组装了金纳米颗粒，探索了其从块体金到纳米金的生长机理，以及金纳米颗粒尺寸与密度的可控行为，实现了该异质复合结构作为SERS衬底对浓度为nM的分子检测响应。
本论文丰富了碳纳米复合材料体系的智能特性研究，为智能材料在生物医疗传感、环境监测以及人工助力系统等方面的实际应用进行了基础性的探索。