近年来,柔性传感器因其在可穿戴电子、人造皮肤、机器人和医疗保健等领域的良好应用前景而引起了人们的广泛关注。柔性传感器的突破使得大规模制造低成本、性能优越的柔性电子产品成为可能。目前,相关研究多侧重于提高柔性传感器的压力或应变灵敏度。然而,具有重要科学意义和现实意义的多功能柔性传感器报道较少。虽然目前人们在开发柔性传感器方面已取得了一定的进展,但开发能够超越人类皮肤特性的多功能柔性传感器仍然是一个巨大的挑战。本文通过对人体皮肤和蜘蛛腿部传感系统进行仿生研究,制备了系列多功能、柔性纤毛传感器,主要研究工作和成果如下:（1）人体皮肤-毛细胞结构和蜘蛛腿部的传感特性仿生研究。本章运用扫描电镜对人体皮肤-毛细胞结构和蜘蛛腿部的听觉系统进行了观察,获得了其结构参数及微观形貌特征。对于人体皮肤-毛细胞结构,理论分析显示皮肤中的乳突结构可使神经元所在位置产生应力集中效应,从而提高皮肤的传感特性;同时,纤毛结构类似于杠杆,在根部具有应力放大的效果,增强了人体对外界机械信号的敏感度。对于蜘蛛腿部的听觉系统,除了纤毛结构的应力放大效应,蜘蛛腿部的裂纹结构也是其对振动信号高度灵敏的关键。利用有限元分析和弹性理论分析,建立了人体皮肤纤毛和蜘蛛腿部听觉系统的传感响应模型,分析了纤毛结构的尺寸、材料特性等因素对其传感特性的影响,为多功能纤毛传感器的仿生设计提供了理论依据。（2）基于皮肤仿生的多功能纤毛传感器。本章模拟人体皮肤的毛细胞结构,制备了一种新型纤毛传感器。该传感器中的纤毛结构为尼龙纤维,具有机械信号放大的效果;基体材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）树脂,以赋予传感器柔韧性;采用对机械信号具有较高响应灵敏度的碳化纸,作为压阻型敏感材料。由于尼龙纤维的直径和杨氏模量与人体毛发的参数相近,PDMS的杨氏模量与人体皮肤相近,传感器的仿生效果优异。该纤毛传感器能够像人类皮肤一样检测压力、物体表面粗糙度、气流速率和方向等多种信号。（3）基于蜘蛛听觉系统的振动电子纤毛传感器。本章模拟蜘蛛腿部的听觉系统,制备了同时具有裂纹和纤毛结构的柔性板（SCC）,其对力、振动等信号具有良好的响应特性。SCC传感器的应变灵敏度高达150,振动频率0¹00 Hz内的动态灵敏度高达0.5 mV/g,在低频范围的振动响应灵敏度明显优于商用振动传感器。该传感器具有良好的柔韧性,能够制成可穿戴器件用于行走、摔倒、爆炸等振动信号的检测。（4）仿纤毛结构的力-磁双响应柔性传感器。本章以柔软的PDMS为基体,磁性钴粒子为骨架,通过磁场诱导法制备出了磁性纤毛阵列。在纤毛阵列表面包覆石墨烯后,通过与电极层组装,即可获得柔性电子纤毛传感器。该电子纤毛传感器具有压力灵敏度高(0.4%Pa^-1,0-100Pa)、检测极限低（0.9Pa）、响应频率宽（0.1至10 Hz）和循环寿命高（大于10000次）等特点。此外,该电子纤毛传感器对磁场的响应灵敏度高达12.08 T^-1,远远超越了人类的感知能力,在人体健康检测、压力和磁场开关、可视化磁场和压力指示器等领域具有良好的应用前景。本论文的研究工作以人体皮肤-毛细胞结构和蜘蛛腿部的听觉系统为仿生研究对象,揭示了此类结构的传感响应模型,为仿纤毛传感器的设计和制造提供了理论基础。在此基础上,本研究中制备了三类柔性纤毛传感器,这些传感器具有对多重信号响应特性、灵敏度高、可靠性好等优点,在电子皮肤、可穿戴设备、机器人、人机界面、地震预警等领域具有广阔的应用前景。