碳纳米管（Carbon nanotube,CNT）的导电性和机械强度等性能优异,在柔性电子领域应用广泛。碳纳米管材料与传统的刚性硅、金属和金属氧化物相比,不仅在实现较好的柔性、可拉伸和透明的电子产品方面具有良好的前景,而且其制备技术已经比较成熟,制作成本普遍较低。现有的碳纳米管网络可拉伸性能研究,对于碳纳米管网络的结构与性能关系方面的阐释尚不完全。同时,在结构设计方面,普遍存在着导电网络形成过度依赖于导电试剂分散质量,且制备过程复杂的问题;在作为力学传感器应用的调控方面,由于无法对导电网络进行精确的调控,其性能上存在灵敏度、滞回效应、可拉伸范围以及循环稳定性难以同时优化的问题。本研究针对上述问题,围绕应力下碳纳米管导电网络的形成及调控展开,并进一步将其应用于柔性电极和应变传感器。通过对碳纳米管材料微米尺度的结构调控,系统研究了影响材料力电耦合性能的因素,并利用有限元模拟,分析了应力场下材料的力学特性以及拉伸作用下碳纳米管网络改变对其电学信号响应的影响。首先,本研究利用碳纳米管海绵的特殊结构,结合自上而下（top-down）和自下而上（bottom-up）的纳米材料制备策略,首次提出了碳纳米管薄膜高效、低成本制备的两次干法转印,有助于解决目前基于结构设计的传感器设计制备工艺复杂且导电溶剂分散不均匀的问题。通过控制碳纳米管薄膜的转印次数以及转印基底载体的黏度,调节碳纳米管复合层厚度,进而调控碳纳米管薄膜的面电阻和透光率。这一碳纳米管薄膜的制备策略,可以应用于柔性电极的图案化、可拉伸传感器等领域。其次,对于碳纳米管薄膜的微观结构调控,本研究通过模仿动物细胞的闭合蛋白以及嵌段共聚物有序自组装的微观结构调控作用,首次提出采用微米级的聚氨酯（Polyurethane,PU）点阵修饰碳纳米管薄膜表面,使碳纳米管网络整体成为在二维空间具有晶格共嵌段的复合结构。这种微观结构可以通过控制晶格的大小以及PU点的尺寸,显著提高碳纳米管薄膜的应变灵敏度、循环稳定性以及降低电阻回滞效应。为了进一步探究应力的分布以及形变对碳管网络的影响机制,本研究进行了有限元分析。研究结果证实,PU点阵的存在能够在一定程度上减少碳纳米管的重新定向和滑移,提高碳纳米管网络的循环稳定性,降低由于网络微观结构改变引起的电阻回滞效应。同时,在点阵构造的晶格内部还会形成局部的碳纳米管簇域,使得碳纳米管网络在变形时发生不均匀的演变,从而提升系统对应变的灵敏度。这一调控策略为优化一维可拉伸导体薄膜的性能提供了一个新的思路。最后,为解决应变传感器灵敏度与可拉伸范围难以同时优化的矛盾,本研究还设计了上部分为碳纳米管海绵的裂纹结构,下部分由碳纳米管/PDMS复合材料构造的独特双层结构。通过控制PDMS固化时间实现对CNT海绵浸入厚度的调整,而屈曲产生的上层海绵裂纹处有定向的碳纳米管纺丝结构,可以进一步提升传感器的灵敏度,同时底层的CNT海绵/PDMS复合的连续相可以大幅提升传感器的拉伸范围。这一设计不仅解决了碳纳米管薄膜/海绵的拉伸性能与其作为应变传感器活性材料的灵敏度难以同时优化的问题,而且提高了器件的可靠性和稳定性,为开发设计应用于人机交互或者物联医疗的传感器提供了新的思路,丰富了基于导电网络开闭的压阻传感器的机制研究。