离子型电驱动器是一类能够将电能转化成机械能的电活性聚合物材料，相比于传统的压电陶瓷、形状记忆合金等，具有轻质柔性、致动电压低、弯曲形变大等特点，在仿生机器人、智能传感、生物医疗等领域得到了广泛的应用。该智能材料由两电极层以及夹在两电极层之间的聚合物电解质层组成，其致动过程受电场下离子在电极层中的嵌入累积和电解质层中的扩散迁移控制。然而受限于传统电极材料致密而无序的微观结构和低的电化学活性，造成其内部离子长程跨膜传输、离子嵌入量总少以及应变不均匀性，使得宏观器件表现出响应速率慢和变形能力小特点，从而限制其在驱动领域的进一步应用。因而，如何实现驱动器的快速大变形响应，成为国际上仿生智能驱动领域挑战性的研究课题。　　针对上述关键性的科学问题，我们从调控电极的微观纳米结构入手，设计有序纳米通道使得离子由传统的长程跨膜传输变成近电极界面处的短程扩散过程，从而提高了驱动器响应速率;采用原位掺杂和电聚合活性纳米材料来增强电极的电化学活性，利用其氧化还原反应产生的电荷增强离子在电极中的嵌入累积量从而提高了驱动器大变形特性。我们使用具有高电荷传输、高力学强度和多孔网络结构的碳纳米材料作为基本构筑单元，通过组装、修饰、复合形成垂直有序阵列纳米电极（碳纳米管阵列、氧化镍纳米墙阵列@碳纳米材料）和电化学活性纳米电极（碳氮纳米片、垂直有序碳纳米管复合聚苯胺）。通过设计，我们成功的获得了具有低压(1～5 V)、宽频(0～50 Hz)、高稳定（2百万次）、快速大变形等性能。同时，设计了驱动器的多自由度运动器件，包括线性运动，蛇形运动，昆虫翅膀飞行等，为驱动器在航天航空、工业生产和生物医疗等领域提供了可能性。