柔性电子及柔性传感器正逐渐成为世界范围内的研究热点。低成本的印刷及图形化技术,对于目前柔性印刷电子的制造来讲至关重要。传统印刷柔性电子学采用卷对卷(Roll-to-Roll)等工艺,能够在大面积的基底材料上完成印刷,具有速度高,产量大等优势,但是这种工艺一般只能进行特征尺寸50μm以上的印刷。因此,为满足更高精度的印刷要求,同时兼顾卷对卷、低成本印刷的优点,压印成为最有前景的备选方案之一。通过使用弹性印模,压印工艺能够快速实现聚合物及导电金属的图形化,同时工艺与常见柔性衬底相兼容。受贻贝分泌的高粘性粘液所启发,聚多巴胺(PDA)这种仿生聚合物薄膜正引起人们的关注。聚多巴胺是通过多巴胺在弱碱性溶液中简单聚合得到,具有高粘附性、制备简单等优点。聚多巴胺已被证明几乎可在任何衬底和材料表面上,形成约几十纳米厚的性能优异的粘附层。聚多巴胺已被研究应用于生物、化学、能源以及材料科学等领域。另外,聚多巴胺本身所具有的基团,如酚羟基等,具有还原催化金属离子的能力。通过无电镀,可以直接进行柔性衬底上的金属图形化。本论文通过研究以压印的方法,辅以聚多巴胺,实现柔性衬底上的金属图形化,并进一步开发了以压印为工艺基础的气体传感器和无线离子传感器的制备过程。论文主要内容如下:1、基于压印工艺,实现柔性聚酰亚胺(PI)衬底上的金属图形化。首先,利用弹性印章对PMMA溶液的模制,在柔性衬底上形成图形化的PMMA掩模。其次,利用离子交换技术,在聚酰亚胺基底材料上制备出图形化银金属薄膜和镍金属薄膜。在常规环境中,制备出了10μm的金属线条,在柔性聚酰亚胺衬底上制备了微叉指电极。最后,在微叉指电极上,利用电镀产生铜锡枝杈结构,结合热氧化后形成铜锡金属氧化物半导体传感器,结果表明对氢气具有良好响应。此工艺方法具有操作简单,对环境要求低,可以实现良好的图形化质量。2、基于微接触压印,结合聚多巴胺的独特的仿生粘附能力和成膜性能,实现了柔性衬底上的金属图形化。首先,通过使用图形化的弹性印模,经过简单的多巴胺溶液的浸泡,可实现聚多巴胺图形的微接触印刷。其次,利用化学无电镀的方法,可实现聚多巴胺图形部分的金属沉积。研究测试了基于聚多巴胺图形化金属的导电性能及粘附能力。论文中制造可应用于无线RFID传感器的螺旋电感器件。3、基于聚多巴胺制备的电极,开展了离子选择性传感器的应用。利用独特的压印组装的方法,实现了离子选择性传感器的制备,并应用于实际检测中。研究了相关的制备工艺过程及电化学传感原理,实现了离子选择性传感器对溶液p H值及金属离子的检测。并通过结合无线RFID传感器系统,制造了无线智能离子选择性传感器柔性标签,传感器可应用于可穿戴设备及生鲜实时检测之中。