近年来，碳纳米管的功能复合材料引领了新材料技术的革新。碳纳米管的巨大长径比一维量子结构令其具有很大的力学强度，而其中的碳原子采取SP2杂化，整根管就像由石墨层卷曲形成，这赋予了碳纳米管与石墨相似的良好导电和导热性，这些独特的物理和化学性质是传统复合材料中增强纤维（碳纤维和玻璃纤维）所不具备的。碳纳米管已成为了纳米复合材料技术革新的领导者，是下一代可商业化多功能复合材料中的关键组成要素。　　 传统的复合材料是由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料，其具有单一材料没有的综合性能。钢筋混凝土和碳纤维增强复合物是比较典型的传统复合材料，但这类材料通常要么只具有较好的力学强度（钢筋混凝土）或导热能力（碳纤维增强复合物），却不能同时具备优良的导电特性。而碳纳米管功能复合材料的力学性能既得到了增强，导电和导热性能又同时兼备，其多功能性大大扩展了可应用的领域。虽然碳纳米管复合物有着广阔的应用前景，但是目前有效制备碳纳米管复合物并不容易。由于纳米管具有很高的表面能，在范德华力作用下极容易团聚成簇和束状，因此将碳纳米管完全均匀的分散于基体材料（通常为有机聚合物）面临很大的挑战。如果采用剧烈搅拌的方法，虽然可以施加高剪切力分散纳米管团簇，但是这样操作的同时很可能破坏了纳米管的结构，纳米管复合物的性能也会受到损失。另外一个问题是，由于纳米管的高比表面积，纳米管/聚合物的复合物粘度通常比较高，不容易流动，模压成型困难，给生产加工带来了麻烦。此外，目前制备纳米管复合物的方法虽然可以实现纳米管和聚合物的复合，但都有不尽人意之处。比如，熔融共混法需要高温的加工条件，干粉混合过程中的容易造成粉尘环境污染，碳纳米管表面原位聚合的方法效率不高且步骤繁琐等等。如果制备碳纳米管聚合物能采用常温溶液加工一步处理的方式，那么制备过程中就省去了高温处理的高成本环节，简化了工艺，加工过程环境友好，从而才真正意义上实现了碳纳米管聚合物的有效制备。　　 我们实验室成功地采用溶液加工一步处理的方法制备了多壁碳纳米管-聚合物（Nafion）复合薄膜。该类复合物薄膜不仅具有可反复弯曲的良好柔韧性外，而且还具有优良的导电性能。尤其是该复合物薄膜的表面实现了类似自然界荷叶表面的超疏水自清洁的仿生特性。本文中的主要工作正是基于上述工作，首次采用了聚合物Nafion-多壁碳纳米管复合溶液，通过常温低真空度的抽滤方式，成功地制备了柔性高装填系数的碳纳米管复合物薄膜，并且通过工艺改良，配方优化等手段，最终该复合物薄膜能承受1000次弯曲循环，且保持完好，无明显破裂，同时薄膜表面导电性能和水接触角没有发生明显变化。我们研究了碳纳米管装填系数与该复合物薄膜剖面形貌的关系，为复合物薄膜良好柔性提供了证据。我们进一步探讨了复合物薄膜制备工艺以及复合物投料比对薄膜表面疏水性能的关系，找到了改善提高薄膜疏水性能的途径。我们首次应用了一种新的光学方法来直接观察空气-固体-水的界面。此外，我们将碳纳米管Nafion复合物薄膜制备成了柔性电极，应用于电化学生物传感器，能较灵敏地检测一种参与生物体新陈代谢的重要辅酶--烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）。