柔性可穿戴应变传感器由于其具有将外界机械刺激转化为可读的电信号的特性,在电子皮肤、人机交互、健康监控等领域具有非常广泛的应用。高灵敏度能够确保传感器精确的感知和高质量的输出信号,而良好的拉伸性能够极大的拓展传感器的使用范围。应用于人体运动检测的应变传感器往往要求兼具敏感性和拉伸性能。受到蜘蛛触角的启发,基于裂纹结构的应变传感器被广泛应用于提升应变传感器的敏感性,即在小变形的情况下,通过在导电层产生裂纹引起电阻的急剧变化从而达到提升应变传感器敏感性。但裂纹应变传感器往往受限于拉伸性能,较小的拉伸性能使得其无法适用于人体较大的应变。此外,人体复杂的应变环境还会破坏表面脆弱的裂纹结构导致器件失效。因此,如何设计兼具高灵敏、宽拉伸性能且兼具人体复杂应变检测能力的裂纹应变传感器仍具有较大的挑战。基于此,我们围绕该问题进行了一系列的工作如下:采用紫外照射聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)的方法,经拉伸后在表面产生裂纹层。在微裂纹表面复合一层超柔性的聚合物作为其缓冲层,利用Ecoflex膜平铺在微裂纹顶部形成桥结构,在其上表面铺上一层导电石墨粉末,从而制备出应变检测范围高达123%而且拥有长期可靠性的传感器,其在运动检测方面有很大的应用潜力。传感器制备采用PDMS和石墨粉等商业级原料,实验工艺简单,制作成本低,且拥有较短的制作周期。本应变传感器同时具有高度可拉伸和高敏感性两个优点,并可通过控制缓冲层的几何参数来调控拉伸性和敏感性之间的性能平衡。通过对测试结果建立力学模型来解释传感器复合结构的优势,同时用有限元分析的方法对模型所得到的结果进行了验证。同时,本应变传感器具有稳定性高,同时耐久性强,应变在0～30%之间循环5000次,传感器的电阻变化率均稳定在200附近,并且在释放后可以恢复到初始值。本传感器的响应时间非常短,并且可以监测不同频率下、各形变的运动。可以监控和检测人体的呼吸频率、脉搏、心跳等参数。通过进一步调节微裂纹密度,可以增大传感器的敏感因子,使其在检测人体呼吸、脉搏、心跳等方面具有很大的潜力。本文提出的方法可以很容易地扩展到其他导电材料和可拉伸基板的组合,从而为低成本、大规模柔性应变传感器的制备指明新方向。