近几年随着人工智能、电子皮肤、健康监测等领域的飞速发展,柔性可穿戴传感技术的研究引起了很大的关注。纳米材料因其优异的小尺寸性、导电性、柔性、化学稳定性和制备简易性等特点,广泛应用于可穿戴器件的制备。其中以碳纳米材料（碳纳米管、石墨烯、碳纳米线圈等）为传感介质的应变传感器展现出灵敏度高、应变范围宽、分辨率高等优异的性能。但目前不足的是,其应变过程中电导率的变化机制尚不明晰;同时除了应变传感之外,对其他外部刺激（如温度、湿度等）的多功能传感的研究也尚不充分。另外,在一个极端的环境（野外、生物体内等）中,通过从外界物体或环境获取能量的方式来运作的自供电器件也有着迫切的需求。因此,在本论文中,在探索可穿戴碳纳米管应变传感的传感机制的基础上,将碳纳米线圈优异的传感特性和柔性聚合物的热电特性相结合,制备了自供电的多功能传感器,并对其性能进行了研究。具体研究内容如下:（1）为了研究应变传感导电机制,采用一维碳纳米管构建了二维导电传感网络。首先用化学气相沉积法生长碳纳米管,通过改变生长条件改变碳纳米管的沉积密度,形成密度不同的准二维碳纳米管导电网络薄膜（7.2-152/μm2）,并用简单的剥离方法将碳纳米管转移到柔性基底上,制备了柔性应变传感器。在实验基础上建立了理论模型并合理地解释了其应变传感机理。该导电网络的传感机制随应变量的增大而变化:在碳纳米管高密度下,其导电规律符合传统的二维渗透原理;随着碳纳米管密度降低,其导电由二维渗透逐渐向隧穿机制过渡;当碳纳米管密度进一步降低,其导电由隧穿机制主导。低密度碳纳米管传感介质的灵敏系数可达50,而高密度碳纳米管传感介质的拉伸范围可达100%。以该碳纳米管网络为介质的应变传感器可检测人体关节、肌肉等运动。该研究不仅提供了性能优良的应变传感结构,也为纳米二维网络薄膜的应变传感机理提供了理论基础。（2）制备了自供电条件下温度和拉伸传感多功能一体的柔性器件。传感器的介质由碳纳米线圈（CNC）、聚3,4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）、水溶性聚氨酯（WPU）混合而成。该复合薄膜具有很好的柔性,可以检测0-50%的拉伸应变,灵敏系数最高可达到25。复合薄膜具有热电特性,其塞贝克系数为13.3 μV/K,温差检测极限为0.5 K,在自供电模式下可以检测1-10%的拉伸应变。其中,CNC独特的弹性结构在复合薄膜中起到了提高应变传感的作用。该复合薄膜可以作为应变传感器测量人体脉搏,手腕关节弯折;又可以作为温度传感器区分手指和物体触碰,还可以作为自供电传感器在自供电条件下区分不同物体的应变刺激,实现了自供电的温度和拉伸多重传感的集成功能。该研究对柔性可穿戴多功能器件的制备提供了材料、结构和技术上的备选方案。（3）基于（2）的研究结果,采用和PEDOT:PSS兼容的聚乙烯醇（PVA）替代WPU,与CNC、PEDOT:PSS混合,制备了自支撑的PEDOT:PSS/CNC-PVA柔性导电复合薄膜。该自支撑薄膜的塞贝克系数为19 μV/K,温差检测极限为0.3 K,拉伸检测范围为1-30%。由于无须用导热性差的有机弹性聚合物封装,以及PVA与PEDOT:PSS的特殊化学键结合,在相同温差下,该器件的输出电压比（2）中的传感器高3倍以上,在稳定的温差下传感器中产生的电压不会因为拉伸而变化,可较精确地测试1-10%的拉伸应变,成功实现了自供电模式下的拉伸和温度的无串扰独立传感功能。之后将薄膜制备成阵列器件,自供电检测手指温度,也可以直接贴附在人体上检测手腕关节的弯折变化。该研究为自支撑、自供电的柔性可穿戴器件的制备提供了有价值的参考依据。综上,该论文研究了基于碳纳米管网络薄膜的柔性应变传感器的传感机理以及自供电多功能传感器的制备和性能,为柔性传感器件的研究提供了有效的理论依据和技术参考,在医疗监控、人体运动监测、机器人等领域中具有潜在的应用前景。