随着科学技术的发展,柔性应变传感器作为智能可穿戴设备家族中的重要一员,受到了越来越多研究人员的关注。导电水凝胶作为软材料的一种,具有优异的柔韧性,良好的生物相容性和容易调节的机械性能,逐渐在柔性传感器领域展示出了巨大的应用潜力。但导电水凝胶本身强度低、环境稳定性差以及灵敏度低的固有缺点,限制了其在柔性传感器方面的进一步应用。本论文针对导电水凝胶的现有不足,从凝胶组分及其与导电材料复合方式两方面出发,设计和制备了四种导电水凝胶材料,并研究了它们作为柔性应变传感器的性能表现,探究了导电凝胶作为高性能应变传感器的可行性。主要研究内容如下:（1）采用冷冻-解冻循环方法制备了聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖-氧化海藻酸钠（PVA/CMCS-OSA）双网络水凝胶,并引入氧化碳纳米管（OMWCNTs）来进一步增强凝胶的力学强度和电导率。OMWCNTs的加入使得水凝胶的断裂强度超过0.8 MPa,电导率达到7.02×10-4 S/cm。水凝胶内部大量的氢键及亚胺键赋予凝胶较好的自愈合能力,使切口能够在无任何外界刺激下修复。该复合水凝胶的电阻变化率和形变量之间保持良好的线性关系,显示出良好的传感性能。（2）以羧甲基纤维素钠（CMCNa）助分散还原氧化石墨烯（rGO）,并在其分散液中原位聚合丙烯酸（AA）成功得到聚丙烯酸/rGO/羧甲基纤维素钠（PAA/rGO/CMCNa）导电复合水凝胶。该复合凝胶具有超高的断裂伸长率、优异的pH敏感性以及良好的导电性。在0-300%的大应变范围内,该凝胶的电阻变化率和形变量之间可以保持一定的线性关系,且可以承受超过2000个拉伸-回复循环。此外,该水凝胶具有良好的粘附性,可以直接粘附到人体皮肤上,并监测人体运动。（3）采用甘油和水的双溶剂体系为分散介质,聚多巴胺（PDA）插层的膨润土（BT）为无机填料制备了一系列PAA/BT/PDA甘油-水凝胶（G-水凝胶）,探究甘油用量对G-水凝胶抗冻性能、抗失水性能以及机械性能的影响。甘油的加入使G-水凝胶的冰点降低至-30℃,且可显著减弱凝胶中水分的挥发速率,延长其在开放环境中的使用周期。该复合凝胶的断裂伸长率和断裂强度分别可以达到900%和60 kPa,在大形变范围内可保持很好的应变敏感性和传感稳定性,灵敏度因子（GF）值最高超过3。此外,该G-水凝胶可以直接贴附于人体的皮肤表面并实时监测人体肢体关节的运动。（4）基于以上研究,以甘油作为抗冻剂,设计制备了 PVA/PAA双网络水凝胶纤维,并通过蘸取-固化法将碳纳米管（CNTs）包覆在PVA/PAA水凝胶纤维表面。PVA链的引入显著提高了水凝胶的断裂强度和韧性,使其分别可以达到3.8 MPa和13.7 MJ/m3,CNTs包覆后的凝胶纤维的断裂强度进一步增加至5.0 MPa。传感测试结果表明,该复合水凝胶纤维在40%的应变下的GF值达到25,并显还示出高达5000次循环的高稳定性和可重复性,以及225 ms的快速响应时间,并且可以准确及时地检测不同的身体动作。此外,复合水凝胶纤维中的甘油确保其即使处于低温下也具有良好的柔韧性。综上所述,本论文针对导电水凝胶的现有缺点,系统的研究了碳纳米材料对凝胶力学性能及电导率的影响、甘油对水凝胶环境稳定性的改善以及导电纳米碳材料复合方式对水凝胶传感灵敏度的影响。分析了高强度凝胶的构筑机理以及CNTs包覆对水凝胶传感灵敏度提升的原因。论文结果阐述了水凝胶力学和环境稳定性的改善的理论原因,并为水凝胶传感灵敏度的提升提供了相应的解决策略。