随着人们生活水平的不断提高,对于电子设备也产生了轻量化、便携性等新要求,因此,柔性可穿戴电子器件的研究引起了人们的广泛关注。而柔性基底材料作为功能材料的支撑层和保护层,是可穿戴电子器件的重要组成部分之一,但大部分柔性材料只能在比较温和的环境下使用。随着对该领域需求的不断增加,寻找一种能够在极端环境下使用的柔性基底材料对拓展柔性可穿戴电子器件的使用范围是具有一定意义的。聚酰亚胺（PI）具有良好的耐温性能、力学性能、化学稳定性以及耐辐射性能。这些独特的性能使其能够在高温、低温或高辐射等极端环境下使用,是制备柔性可穿戴电子器件理想的基底材料。但传统的聚酰亚胺材料导电性较差,且不具备特殊的传感性能,因此需要对其进行功能化加工。激光直写碳化技术（Direct Laser Writing Carbonization,DLWc）是一种利用光热转化的原理在激光照射区域瞬间达到高温从而将材料表面碳化的新型技术,选择合适的工艺参数与基底材料可以制备出多孔石墨烯结构,该结构具有良好的导电性、比表面积和大量的微孔结构,是制备柔性电子器件的理想材料。同时,该工艺可在维持原有基底性质基础上实现对其功能化设计。基于此,本课题选用不同形式的聚酰亚胺材料为基底,采用DLWc技术对其进行功能化,并对其传感性能进行研究,具体研究如下:1.以PI织物为基底,分别在不同焦距、扫描速率和功率下对其进行碳化,探究其优选工艺为150 mm/s的扫描速率、7 W的功率和10 mm的焦距,在此工艺下碳化PI织物的电阻率为0.9Ω/cm。随后,对激光碳化图案的结构进行了表征,证实PI织物经过激光碳化后为一种多孔石墨烯结构。在力学性能测试中显示随着碳化程度的增大,PI的力学性能和质量损失呈现出逐渐增大的趋势,且在优选工艺下制备的碳化图案能够维持PI织物80%的力学性能。将碳化图案组装成简单的压阻传感器,并探究了不同条件下其传感性能,在优选工艺下制备的传感器具有良好的循环稳定性,△R/R0值为6左右,并且能够区分不同大小的力并做出响应;在500圈循环测试中其△R/R0值同样维持在6左右,表现出了良好的耐疲劳性;同时,在人体不同部位传感器的传感测试中,其能够对不同的变化进行区分和响应,对于相同的变化具有良好的重复性,表现出了良好的传感性能。2.以优化工艺制备的碳化PI织物为模板,采用恒电位沉积的方法,选择1mol/L H2SO4和0.5 mol/L的苯胺水溶液为电解液,在碳化图案表面上生长聚苯胺（PANI）。分别在不同电压和时间下对PI织物进行沉积,发现电压低于1.2V时,聚苯胺基本无法沉积;当电压达到1.2 V后,继续增大沉积电压与延长沉积时间对增加PANI的沉积量具有相同的效果;探究其沉积的优选工艺为1.2 V的沉积电压、400 s的沉积时间,此工艺下样品的电阻率降低到0.23Ω/cm左右,同时其具有较好的C-V曲线面积和充放电时间。在力学性能测试中发现沉积聚苯胺不会对PI织物的力学性能造成影响。在优选工艺下制备的传感器能够对不同弯曲长度做出不同响应,△R/R0值在2左右,且对不同条件下的传感具有良好的适应性;在循环500圈后传感器的不可逆变化基本为零,表现出良好的稳定性;同时,依然保留了良好的人体传感性能。3.采用PI薄膜为基底材料,优化适用于PI薄膜激光碳化的工艺参数,探究其优选工艺为以聚四氟乙烯为基板、10 mm的焦距、7 W的激光功率和100mm/s的扫描速率,在此工艺下制备的碳化图案具有更好的导电性能与完整的表面结构,电阻率最低为0.45Ω/cm左右。探究了不同厚度的薄膜对碳化图案性能的影响,结果表明,在相同的工艺条件下,不同厚度薄膜的碳化图案具有相似的导电性能和碳化结构。薄膜越厚,激光碳化对其力学性能的影响就越小,当薄膜厚度为0.25 mm时,碳化对薄膜力学性能的影响基本可以忽略。厚度为0.25mm的薄膜在优选工艺下制备的传感器在25个弯曲循环过程中的△R/R0值稳定在0.1左右,其传感性能并不理想。