基于柔性压力传感阵列的图形化成像技术在运动监测、人工皮肤和人机交互等领域有广泛应用。传统柔性压力传感阵列大都以高分子薄膜为基底,采用平面马赛克结构,器件与人体体表等复杂界面的贴合度低,“柔软度”不能满足人体穿戴需求。此外,器件制备大多沿用传统PCB电路使用的微刻蚀工艺,存在成本高、工艺复杂、不易大面积生产等问题。近年来,基于摩擦纳米发电效应的新型纤维及织物结构压力传感器受到了广泛关注,其具有灵敏度高、结构灵活、成本低、接近人体穿衣习惯等特点。但是,纤维及织物结构传感器采用了不平整的交织结构器件单元,难以通过传统PCB电路加工工艺进行微刻蚀,并且纤维电极的功能层组装在曲面上不利于光刻。国内外目前尚无关于这类织物压力传感阵列的图形化成像技术研究报道。本文基于摩擦纳米发电效应,在柔性高分子纤维上组装纳米阵列复合纤维电极,然后利用纤维电极的经纬式交错节点来构筑压力传感单元,在新型织纹结构设计的基础上,通过易于大规模化的器件梭织组装技术,成功制备了一种新型织物结构柔性压力传感器件阵列。其在穿戴式健康监测、人工智能、仿生皮肤等领域有潜在的应用价值。研究主要包括以下几个方面:(1)制备了具有摩擦纳米发电效应的新型柔性纤维电极。研究在镀覆金属铜的高分子纤维表面喷涂PTFE膜层,然后通过退火使其自组织形成纳米球阵列。研究系统考察了电极基底直径、PTFE膜层厚度、PTFE退火成型温度等因素对电极性能的影响。经过优化,纤维电极的输出电压最高可达900mV。(2)设计并组装了自供电压力传感织物阵列。研究利用纤维电极的经纬交错节点来构筑压力传感单元,通过织纹结构设计,克服了器件单元之间的串行干扰问题。在此基础上,采用飞梭编织法,成功组装出了压力传感织物阵列,并优化了织纹结构、电极间距、间隔线高度和间隔线材质等结构因素。研究发现,器件节点的电信号输出与外界压力大小成正比,响应系数可达0.0596V/KPa;空间分辨率可达125DPI。即使在弯曲角度达到120°时,也可以正常输出。(3)合作开发了基于太阳能采储发电纤维与被动式压感纤维集成的自供电可拉伸压力传感器。研究通过纤维结构光伏电池、纤维结构二次储能电池以及压阻式纤维传感器的集成,构建了自供电柔性可拉伸压力传感器的原型。器件拉伸比可达到180%,相对电阻可达到90。可满足人体可穿戴静态和动态传感。这类集成传感器为柔性自供电压力传感器的构筑提供了另一种思路。