近年来随着经济的发展和社会的进步,人们的健康意识和保健意识逐渐提高,促使人们越来越关注对自身及家人健康状况的实时监测。作为新兴的医疗监测工具,柔性可穿戴设备凭借其智能、便携、实时等优点获得了人们的青睐。然而,迄今为止,文献中报道的可穿戴传感器多数只具有单一功能,并且较少考虑日常使用状态及批量生产成本。在本工作中,我们采用同轴针头湿法纺丝工艺制备了具有核壳分段式结构的多功能复合纤维并展示其作为柔性可穿戴应变和温度传感器的应用。具体研究内容和主要结论如下:(1)核壳结构导电水凝胶纤维的制备及其作为柔性可穿戴应变传感器的性能表征:分别制备了离子导电、电子导电、离子和电子共同导电的导电水凝胶,比较了它们的导电率、相对电阻变化与应变关系,结果表明基于离子和电子共同导电机理的掺杂还原氧化石墨烯的聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸)水凝胶具有最佳的导电性能和应变灵敏系数,因而选定其作为核壳结构导电水凝胶纤维的内核材料。与此同时,系统比较了几类热塑性弹性体(硅橡胶)的挤出性能和快速固化性能,确定聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)作为纤维的外壳材料。在此基础上,通过湿法纺丝工艺制备出核壳结构导电水凝胶纤维,并对其作为应变传感器的性能如灵敏度、稳定性和耐用性做了系统表征。结果证实,该导电水凝胶纤维不仅具有优异的应变传感性能,而且可以有效防止短路和水凝胶中水分的挥发;(2)核壳结构热致变色弹性体纤维的制备及其作为柔性可穿戴温度传感器的性能表征:系统考察了3种热致变色微胶囊在不同温度下的变色原理和性能,通过将它们按特定比例混合并与硅橡胶材料复合,制备出温度传感纤维的核层材料。同样采用湿法纺丝工艺和聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)外壳材料制备出核壳结构热致变色弹性体纤维。结果表明,该纤维在四个温度(0,20,35,55℃)下分别显现4个迥然不同的颜色(紫色,砖红色,淡绿色,淡白色)。通过改变热致变色纤维的编织方式,还可以实现编织纤维在不同温度下的图案化,赋予其额外的颜色装饰功能;(3)核壳分段式结构的导电水凝胶/热致变色弹性体复合纤维的制备及其作为柔性可穿戴应变和温度传感器的性能表征:利用双芯同轴针头和湿法纺丝工艺分别将导电水凝胶及热致变色弹性体交替挤出,可以制备分段式导电水凝胶/热致变色弹性体复合纤维,由于应变和温度传感的原理差别较大,所制备的分段纤维作为应变和温度传感器其检测信号不相互干扰,而且由于分段式结构的存在,一根复合纤维可同时用作多个温度传感和多个应变传感器,表现出非常良好的传感集成性能。