以石墨烯为代表的二维纳米材料,因其优异的电学、光电、机械等性质在光电/电子器件、电/光催化、能源存储、传感等多个领域具有巨大的应用潜力。特别是在传感领域,厚度在原子级的二维纳米材料相对于传统的体相材料而言,具有更高的表体比和载流子迁移率、更丰富的带隙结构、以及独特的量子限域效应（quantum confinement effects）,使得它能达到更高的传感信噪比和特异性。同时,二维纳米材料具有优秀的机械特性,在保持较高的弹性模量的同时还可以保持极大的抗拉强度,这一相比体材料的巨大优势使二维纳米材料可用于制作柔性可穿戴的传感器。但是,当前二维纳米材料传感器的制备大都需要进行手工剥离、电子束光刻等一系列耗费人力和昂贵设备的复杂工艺,导致其制作成本高昂,不适合工业化的大规模、低成本制作,进而制约了二维纳米材料传感器的广泛应用。本文中,我们采用液相剥离的方法实现了二维纳米材料的低成本大规模制备,进而将液相剥离的二维纳米材料与有机大分子和生物分子结合制备了具有优秀电学和传感性能的纳米复合材料器件。我们探索了液相剥离的溶剂类型、剥离方式、离心速度和时长等因素对剥离后二维纳米材料的横向尺寸、厚度以及表面缺陷的影响,并用电子束显微镜、拉曼光谱、原子力显微镜、透射电子显微镜等设备表征了液相剥离后的二维材料的基本物理表征。在液相剥离二维纳米材料的基础上,我们分别制备了基于石墨烯/乙基纤维素和黑磷/磷脂这两种纳米复合材料,研究了载流子在这两种纳米复合材料内部的输运特性,并分别开发了基于这两种纳米复材料的气体和光电传感器:1、基于石墨烯/乙基纤维素纳米复合材料的柔性气体传感器,它有极低的应变响应,可以实现对可挥发性有机化合物极为迅速的检测,在可穿戴式气体传感器领域具有光明的应用前景;2、基于黑磷/磷脂纳米复合材料的自激励式光电传感器,在不施加任何外部电源的情况下,实现了对632.8和832 nm激光的自激励响应,在柔性和便携式光电探测方面具有良好的应用前景。