随着科技的发展进步，人们对微纳米纤维的应用开发也不断深入。其中，基于微纳米纤维的器件，特别是节能、廉价且高效的微纳米纤维器件的研究具有十分重要的意义。一维微纳米纤维材料既可实现纤维轴向的连接与信息传输，又可体现自身的特征，近年来成为功能器件领域研究与应用的热点，例如在湿度感应与控制领域、温度感应与控制领域、复杂气体氛围的感应与控制领域尤其是氢气传感器领域。人们在这些领域不断地进行探索和研究，以求提高感应器件的效率、改善器件的结构以及能耗方式等。高压静电纺丝技术由于具有操作简单、成本低廉、结构可控等优势，是目前制备半导体纳米纤维最行之有效的方法之一。而利用静电纺丝技术制备的半导体纳米纤维，具有连续超长的一维结构、大而可调的比表面积及孔隙率、多变而可精细控制的组分、低廉的技术成本以及方便的组装工艺等优点，在纳米器件领域展现了良好的应用前景。另外，聚合物微米纤维在温度感应驱动器制备的“人工肌肉”方面，亦具有较好地应用前景。本文以微纳米纤维材料为基础，以三种代表性的器件为研究对象，通过多种方法对微纳米纤维的结构以及器件进行调控，旨在获得节能高效的微纳米器件。本论文内容具体如下：1.首先我们针对湿度传感器来展开工作。纳米纤维以其一维纳米结构优势所产生优异的性能（比表面积大及长而连续的一维结构），在湿度传感器领域取得了比较成功的进展，但为了进一步提高器件的性能及进一步深入地研究和探讨构效关系，本章结合静电纺丝和高温烧结技术，采用碱金属掺杂手段，制备了不同掺杂浓度的Li+/SnO2纳米纤维，又从便携节能的角度出发，分别制成了集合和单根纳米纤维直流湿度传感器。考察了电压对材料感应特性的影响并采用5V直流电对之后的实验进行测试，当Li+的掺杂量为14.6at%，相对湿度RH值从33%变化到85%时，二者响应电流逐渐递增且有较好的线性度，集合纳米纤维传感器对湿度的响应电流为11~54μA，响应时间约为4s，恢复时间约为1s，而单根纳米纤维的Li+/SnO2湿度传感器对湿度的响应电流为2.2×10-8A~96.4×10-8A，响应时间约为120s，恢复时间约为135s。集合纳米纤维湿度传感器响应迅速，尽管单根纳米纤维传感器响应恢复时间较长，但相较于前者具有更好的线性度。这两种湿度传感器的工作消耗功率仅为几微瓦到几十微瓦，该工作对节能高效的便携湿度传感器的制备提供了新思路。2.除了湿度感应领域，对氢气感应的研究也具有重要价值。本章结合微量掺杂手段，同样使用高压静电纺丝及高温烧结技术，分别制备了Al3+/SnO2以及VxOy/SnO2纳米纤维氢气传感器。采用SEM、TEM、XRD、XPS等仪器对材料的形貌与物性进行了表征，实验发现微量金属离子的掺杂虽不会改变本体SnO2纳米纤维的晶型但却会改变其晶体结构，从而影响材料的氢气敏感特性。相比不掺杂的材SnO2纳米纤维，在氢气浓度100ppm最佳操作温度下，掺杂后的Al3+/SnO2以及VxOy/SnO2纳米纤维的响应恢复时间缩短了约50%，而响应灵敏度提高了约一倍，另外V的掺杂还降低了最佳操作温度（20oC）。Al3+和VxOy的微量掺杂有效地提高了本体材料的氢气感应特性，尤其缩短了响应恢复时间从而提高了氢气传感器的效率。3.温度感应驱动器作为“人工肌肉”的一种，是近年来的研究热点之一。而现有的“人工肌肉”材料存在性能较低、成本高且设备复杂等缺点，从而很大程度上限制了其广泛应用。本章工作是通过加捻和卷曲来对聚合物微米纤维的结构进行调控，制备了温度感应驱动器。当温度变化时，这种加捻制备的聚合物纤维最大可产生6.5N·m/Kg的扭矩，而卷曲后的尼龙66的最大收缩率（34%）是人类肌肉（~20%）的1.7倍，并且在120万次的循环实验后其收缩性能仍无明显降低。这种能将热能转化成机械能的聚合物纤维温度感应驱动器，对于高效节能且低成本的“人工肌肉”的研究与应用具有重要意义。