پیل های زیست سوختی، سیستم های تبدیل انرژی هستند، که با استفاده از بیومولکول ها (سلول زنده و یا مولکول های آنزیم) به عنوان بــوکاتالیست، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل مـیکنند. در صورت استفاده از آنزیم ها به عنوان بیوکاتالیست، این سیستم ها به عنوان پیل-های زیستسوختی آنزیمی شناخته می شوند. میزان برقراری ارتباط الکتریکی بین مولکول های آنزیم و سطح الکترود مهمترین پارامتر موثر بر کارآیی پیل های زیست سوختی آنزیمی می باشد. با توجه به ویژگی های ساختاری مولکول های آنزیم، جهت حفظ فعالیت بیوکاتالیتیکی این مولکول ها ضمن تثبیت در سطح الکترودهای جامد، اصلاح سطح الکترود و شبیه سازی شرایط طبیعی مورد نیاز برای فعالیت بیوکاتالیتیکی آنزیم، ضرورت پیدا می کند. تا کنون تکنیک ها و کامپوزیت های مختلفی برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پایان نامه سعی شده است، که با طراحی و ساخت نانوهیبریدهای جدید ارتباط الکتریکی موثری بین مولکول های آنزیمی و سطح الکترود برقرار شده و با استفاده از این سیستم های چند جزیی، پیل های زیست سوختی پایدار و کارآیی طراحی شوند. در بخشی از این پایان نامه، از هیبرید نانولوله های کربنی و مولکول های دندریمری برای اتصال همزمان مولکول های الکتروکاتالیست و مولکول های آنزیم به صورت کووالانسی در سطح الکترود استفاده شده است. با استفاده از این نانوهیبرید علاوه بر افزایش پایداری، غلظت سطحی مولکول-های الکتروکاتالیست و آنزیم در سطح الکترود افزایش یافته و کارآیی بیوآند طراحی شده به طور قابل ملاحظه ای بهبود می یابد. همین طور از مفاهیم ساده و مرسوم علم شیمی، به عنوان یک تکنیک جدید برای اتصال مولکولهای الکتروکاتالیست مورد نیاز جهت بازسازی کوآنزیم و تکرار چرخه اکسیداسیون گلوکز توسط آنزیم گلوکزدهیدروژناز استفاده شده است. در قسمت دیگری، مورفولوژی خاص هیبرید کربن مزوحفره ای و نانوذرات طلا به منظور حذف الکتروکاتالیست، تثبیت پایدار آنزیم گلوکزدهیدروژناز و ساخت بیوآند، مورد استفاده قرار گرفته است. در بخش های دیگر، با ساخت هیبریدهای سازگار با ویژگی های طبیعی مولکول های آنزیم بیلیروبین اکسیداز (مولکول های بیلی روبین / نانولوله های کربنی و نانولوله های کربنی / ) ارتباط الکتریکی موثری بین مولکول های این آنزیم و سطح الکترود برقرار شده و احیای بیوکاتالیتیکی اکسیژن با مکانی
