近年来,柔性电子器件已广泛地应用于医学监测器件、可穿戴设备、可折叠屏幕、电子皮肤、柔性能源等诸多领域,受到了众多研究人员的重视。其中,柔性应力传感器由于具有优异的电力学性能、轻薄便携和高集成度等优点,且能够将外界应力刺激信号转换成为能输出的电信号,使人们可便捷地获知外界物理刺激,逐渐成为近年来的研究热点。由于材料和器件结构设计的限制,使得同时提高柔性应力传感器的灵敏度和应变范围成为目前研究的难点。此外,柔性应力传感器的制备工艺常涉及复杂的光刻等工艺,存在制备成本高昂以及器件难以大规模生产等缺点。基于此,本论文提出一种基于碳化棉织物的柔性应力传感器的制备工艺、性能及应用研究。旨在利用简单而成本低廉的碳化工艺制备应力传感器的导电层,并通过改变导电层的几何结构或复合金属纳米颗粒的方式,获得性能提升的电阻式应力传感器件,且具有生产成本低、绿色无污染且生物相容性好的优势。具体研究内容包括如下:（1）基于两种不同几何结构导电层碳化棉织物的柔性应变传感器研究。利用同样的导电材料,同时实现柔性应变传感器的高灵敏和大应变的特性。采用简单的碳化工艺获得基于碳化棉织物的导电层,以共聚酯（Ecoflex）作为柔性衬底,分别制备二维平面结构和三维螺旋结构的电阻式应变传感器。其中二维平面结构的传感器在50～100%的拉伸应变范围内,具有较高的灵敏度（GF=24.12）;而基于三维螺旋结构的应力传感器则具有更大的线性应变范围0～180%。通过导电层结构的设计实现了对灵敏度和工作范围互补性的性能要求,可满足不同的应用需求。此外,这两种柔性应变传感器都被证明具有良好的机械稳定性、低检测限以及持久的耐用性,并分别成功地应用于检测小的物理刺激（二维应变传感器）和大的关节运动（三维应变传感器）。（2）基于金属镍纳米颗粒修饰碳化棉织物的柔性压力传感器研究。为了进一步提升基于纯碳化棉织物柔性压力传感器的灵敏度,结合金属盐浸泡法和一步碳化法,获得金属镍纳米颗粒与碳化棉织物纤维复合的导电层,采用面对面的结构将两个导电层组装电阻式应力传感器,有效提升在给定压力下导电通道的数量,从而提高器件灵敏度。所构建的应力传感器在0-1 N的压强范围内灵敏度为0.151 N-1,是基于纯碳化棉织物器件的两倍,且在0-20 N的压力范围内仍然具有明显的电阻响应。此外,本文还展示了此柔性压阻传感器对人体运动的实时监测,如手指、手腕、手肘和膝盖等关节的弯曲情况;基于16个等效应力传感器构建的的阵列（4×4）能够准确检测出不同物体的压力分布,体现了器件性能的均一性,以及对外加负载的形状和压力的分辨能力。由上可见,基于碳化棉织物的柔性应力传感器不仅具有优异的传感性能,且具有工艺简单、制备成本低廉及可穿戴性的优点,有望在人体运动检测和人机交互等方面获得更广泛的应用价值。