随着功能化器件的不断微型化,纳米限域效应开始表现出越来越重要的作用。对高分子材料而言,在纳米受限空间中,高分子会表现出与本体状态不同的性质,如异常的链段运动特性,晶相间转变行为,以及化学稳定性等,这些有趣的限域效应对于理解高分子链段运动本质,研究和开发新型高分子材料都具有重要的意义,因此针对受限环境下高分子的物理化学特性研究也一直是高分子界关注的焦点。本文中我们通过化学气相沉积法制备垂直取向排列的多壁碳纳米管阵列,借助溶剂润湿-收缩法获得规整的高密度碳纳米管阵列。取向排列的碳纳米管间隙形成了特殊的准一维的纳米受限空间,受限尺寸在5～50nm尺度下可调。我们通过溶液渗透的方法将共轭高分子聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基)(PFO)填充到碳管间隙的纳米空间中,获得PFO与取向多壁碳纳米管阵列复合膜。重点考察PFO分子的受限链段运动,取向结晶以及限域发光性质。我们发现在碳纳米管形成的纳米受限空间中,PFO的链段热运动行为与本征态PFO薄膜相比受到了明显的抑制,不同晶型间转变速度大大减缓,PFO晶体中β构象的热稳定性获得大幅度提高,同时取向排列的碳纳米管对PFO分子链取向排列分布具有明显的诱导作用,有利于获得高性能的PFO晶体。这种高密度取向排列的碳纳米管阵列结构未来可以用于制备优良发光性能及高稳定性的PFO光电器件。除了考察高分子在碳管间隙中的受限链段运动以及限域结晶行为以外,我们还考察了取向碳管间隙中高分子的受限热分解行为以及碳化产物的电化学储能性质。为了提高超级电容器的储能性质,人们通常采用增加电极材料的比表面积及石墨化程度,调控电极材料的孔结构以及使用具有氧化还原活性的电解质材料等方法。常见的如将含碳的有机物进行热解碳化获得多孔碳材料,通过加入致孔剂的方法调控孔道结构。我们采用溶液润湿-收缩的方法将酚醛树脂(PF)填充到碳纳米管阵列(ACNTs)间隙空间中,制备S-ACNTs/PF样品,然后经高温碳化处理在管束间隙中原位生成石墨化产物,用作超级电容器电极材料。我们发现取向排列的碳纳米管阵列可以降低酚醛树脂的热分解速率,促进了酚醛树脂的石墨化过程,同时可以获得更高的比表面积和更加规整的孔道结构,与纯酚醛树脂材料以及无规碳管/酚醛树脂混合材料相比,具有更加优异的电化学储能性质。此外我们还制备了三维碳纳米管海绵(CNT-S)与酚醛树脂的复合产物,通过热裂解可以获得另一类多孔的碳电极材料,也具有优异的电化学储能性质。