可视化力敏传感器是一种能够将外力信息转化为视觉监测信号的传感器件,与传统电子压力传感器相比,具有元件组成简单、易于监测等特点。目前,可视化力敏传感器大多基于摩擦发光材料、光子晶体材料等制备得到,但都无法同时实现力的可视化记忆及器件的重复利用。胆甾相液晶能够产生高亮度、高对比度的结构色,而利用聚合物网络锚定胆甾相液晶制备的聚合物分散胆甾相液晶（PDCLC）具有双稳态和压力、电刺激响应特性。其能够在压力下显色并在压力去除后储存色彩,通过施加电刺激可进一步消除色彩,有望应用于制备兼具力的可视化记忆和重复利用性能的可视化力敏传感器。本论文通过调控制备工艺和配方参数构建PDCLC材料体系,制备得到兼具力的可视化记忆及重复利用性能的可视化力敏传感器。在研究聚合物网络微观结构对器件性能的影响及器件的力-光响应机制的基础上,对器件进行结构设计,最终实现高灵敏度、基于运动轨迹追踪及表面纹路检测的可视化力敏传感器的制备。具体结论如下:首先,通过紫外引发相分离技术构建PDCLC材料体系并制备可视化力敏传感器,通过扫描电镜等手段对不同工艺、配方制备的器件内部聚合物网络微观结构进行表征,优化工艺和配方参数。结果发现,当曝光时间低于1 min或曝光温度高于40℃时,液晶与聚合物网络不能较好地相分离;当单体含量和官能度分别在15～35 wt%、1.14～1.67范围内时,液晶与聚合物相分离完全,且随着单体含量或官能度的升高,聚合物网络逐渐变密集,聚合物网络网孔尺寸逐渐变小。在已形成PDCLC体系的器件基础上,进一步对具备不同聚合物网络微观结构的器件进行性能表征,发现随着聚合物网络网孔尺寸的减小即聚合物网络密集程度的增大,器件的压力响应灵敏度降低、可视化对比度降低、驱动电压升高。其次,通过Abaqus有限元分析软件对器件在压力下的形变进行仿真模拟,结合器件的微区光学响应测试结果,分析器件的力-光响应机制。结果表明,器件在压力下的光学响应与PDCLC层聚合物网络的横向变形密切相关。在压力作用下,产生横向变形的聚合物网络附近的胆甾相液晶分子发生剪切运动,由焦锥态转变为平面态进而产生可视化的光学响应。横向变形越大,可视化的光学响应越强。最后,为了提升器件的应用价值,通过调控导电基板的厚度、弹性模量等结构参数,优化器件的结构设计,开发高灵敏度、基于运动轨迹追踪及表面纹路检测的可视化力敏传感器。研究发现,上层导电基板的厚度、弹性模量越小,器件的灵敏度越高。以厚度为50μm、弹性模量为425 MPa的PP导电薄膜作上层导电基板制备的器件,最高灵敏度可达0.015 k Pa-1。上层导电基板的厚度、弹性模量越小,器件可追踪的小球质量越低,轨迹可视性越高。以厚度为25μm、弹性模量为3205 MPa的PET导电薄膜作上层导电基板制备的器件,可追踪质量为0.88 g小球的运动轨迹,响应压强约为22 k Pa。当器件使用1.1 mm厚的刚性ITO导电玻璃作上层导电基板时,不响应从顶部对刚性玻璃施加的压力,但响应从底部对柔性基底施加的压力,因此能够实现物体表面纹路的检测。