二维纳米材料是二维层状材料(石墨、六方氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、氟化石墨等)在纳米级厚度的薄片状材料,具有优异的光学、电学、热学、机械学方面的性能,其中,以聚合物为基底、二维纳米材料为表面功能层的二二维纳米材料／聚合物柔性叠层膜更是兼具了良好的柔韧性,从而在柔性光电子学、柔性能源材料与器件、生命科学等领域具有广泛的应用前景。然而,目前在聚合物基底上制备二维纳米材料所采用的常见方法存在下列不足之处：需要“转移”环节而属于“间接”制备工艺、工艺较复杂且周期较长、一定程度的生化污染与较高的能耗、二维纳米材料与聚合物基底结合性较弱等。针对上述问题,本论文的研究目的是：设计新的制备方法,从而弥补目前制备二维纳米材料/聚合物柔性叠层膜所采用的常见方法的主要不足,实现室温下在聚合物基底上“直接”制备不同厚度的多种二维纳米材料的目标。本论文基于二维层状材料的自润滑特性,首次将摩擦作为完备的制备工艺引入到二维纳米材料/聚合物柔性叠层膜的制备中。通过选择摩擦路径、设计和自制摩擦设备等环节,提出和设计了软接触摩擦法原型技术,实现了在聚合物基底上“直接”制备多种二维纳米片(厚度100纳米至200纳米,尺寸为数微米)的目标。该原型技术制备的石墨纳米片/聚合物柔性叠层膜的透光率为85.7%、表面方阻为97.7kΩ/sq。针对软接触摩擦法原型技术制备的二维纳米片的厚度较大(大于100纳米)、制备的柔性叠层膜的透明导电性能有限的不足,本论文发掘出摩擦过程中的剥离减薄效应的技术演进思路。在此基础上,发展出软接触剥离摩擦法和普适软接触剥离摩擦法,分别以石墨块和二维层状材料粉末为原材料,实现了软接触摩擦法在聚合物基底上制备的二维纳米材料的厚度从数百纳米量级到二维纳米微片范畴(厚度小于100纳米,尺寸为数微米)的突破,完成了在聚合物基底上“直接”制备多种厚度小于100纳米的二维纳米微片的目标。将软接触摩擦法制备的柔性透明导电膜的性能提高到透光率80.3%和表面方阻1.19kΩ/sq。在作为柔性透明电热膜使用时,与商业化的ITO柔性透明电热膜相比,石墨烯微片／聚合物柔性透明电热膜表现出了其在耐弯曲老化方面的显著优势。为解决前述软接触摩擦法制备的二维纳米材料的原子层数仍然大于10层、制备的柔性叠层膜的透明导电性能仍然有限、并且二硫化钼和二硫化钨的半导体能级变化等更丰富的光电性能无法发挥的问题,本论文发掘出进一步的技术演进思路：采用非常光滑的表面对砂纸表面的石墨片层进行摩擦处理,并利用与石墨块具有相似表面物理特性(低摩擦系数、较为光滑平整的表面形貌)的聚四氟乙烯(PTFE)膜,分别提出和设计了镜面摩擦工艺和普适镜面摩擦工艺。在此基础上,分别以石墨块和二维层状材料粉末为原材料,发展出软接触镜面摩擦法和普适软接触镜面摩擦法,实现了软接触摩擦法在聚合物基底上制备的二维纳米材料的厚度从几十纳米量级到原子层量级的突破,完成了在聚合物基底上：“直接”制备多种多层二维纳米材料(仅含2至10层原子层,尺寸为数十微米)的目标。进一步提升和丰富了软接触摩擦法制备的柔性叠层膜的性能：(1)柔性透明导电膜的表面方阻为1.2kΩ/sq、可见光透光率为87.6%；(2)作为柔性透明电热膜使用时,相比前述石墨烯微片/聚合物柔性透明电热膜,在加热功率相同的情况下,透光率提高了7.3%；(3)基于多层石墨烯柔性透明导电膜的阻变式透明拉力传感器具有优异的应变系数(50.9)和极高的透光率(98.3%),显示了与聚合物基底具有高结合性的多层石墨烯的应用潜力；(4)对多层硫系二维纳米材料柔性叠层膜的荧光发光光谱研究结果表明,它们具有作为柔性光致发光材料的应用潜力。软接触摩擦法与目前通常采用的需要“转移”环节的“间接”制备方法不同,它是一种“直接”制备方法,拥有其独具特色的优势：室温下的快速工艺流程、无生化废弃物及污染物产生。并且,与“间接”制备方法在聚合物基底上制备的二维纳米材料与聚合物基底之间的结合强度较弱不同,采用软接触摩擦法在聚合物基底上“直接”制备的二维纳米材料与聚合物基底之间的结合性良好。本论文的研究成果为二维纳米材料/聚合物柔性叠层膜在光电子、新能源、生命科学等领域的发展提供了一种独具特色的高效制备方法,具有重要的理论与实践意义。