水凝胶是一类高含水量的新型软材料,在延展性、柔韧性、生物相容性方面与生物组织和器官相似,因此水凝胶应变传感器在健康监测、人机界面、软机器人和可穿戴设备等方面得到显著的发展。传统导电水凝胶表现出各向同性的机械性能和传感性能,限制了水凝胶在区分复杂多应变方面的应用。近年来,机械拉伸由于操作方便、工艺简单,而被广泛用于构建具有各向异性结构的水凝胶。然而,大多数预拉伸是在室温下进行的,也忽略了水凝胶结构对传感性能的影响。因此,本论文基于拉伸温度对聚合物链取向的影响制备了各向异性的水凝胶,并将其应用于柔性传感器,具体工作分为以下两个部分:（1）通过结合热拉伸和定向冻融制备了各向异性的聚乙烯醇导电水凝胶。其中,热拉伸诱导聚乙烯醇链取向排列,定向冻融可以固定形成的取向结构。该水凝胶表现出各向异性的力学性能,并且取向结构有利于分子链之间形成更多的氢键,显著增强了力学强度。其中,聚乙烯醇水凝胶的断裂应力可达到1.5 MPa,韧性为4.7 MJ/m~3。同时,基于水凝胶的各向异性微观结构以及导电性,其内部构成了不同的离子通道,在0.5-100%应变范围内表现出对多向应力的各向异性传感性能,在连续200次拉伸循环中应变响应信号没有明显的衰减。此外,该水凝胶作为可穿戴应变传感器可监测识别微小的生理信号以及人体主要关节的运动信号。（2）基于以上研究工作,为了缩短实验周期,将经过热拉伸的聚乙烯醇水凝胶浸泡于硼砂溶液中,制备出硼砂交联的各向异性聚乙烯醇水凝胶。通过浸泡硼砂溶液,聚乙烯醇与硼砂之间形成硼酸酯键固定热拉伸诱导的取向结构。所制备的水凝胶展示了各向异性的力学性能,沿预拉伸方向的拉伸应力最大。此外,基于体系内含有大量自由移动离子Na+、Cl-,该水凝胶传感器在0.5-100%应变范围内也展示了各向异性的传感性能。在人体皮肤的形变范围0-80%内,灵敏因子可达2.73,优于大部分水凝胶传感器。本论文受肌肉有序结构的启发,提出了简单有效的方法制备各向异性的聚乙烯醇导电水凝胶。预计这项工作所制备的应变传感器可应用于医疗保健中,通过监测关节运动产生的多向应变更准确地分析患者的恢复情况。该制备方法也为开发下一代各向异性柔性传感器提供了一种新的策略,从而拓展了各向异性水凝胶传感器在柔性可穿戴设备、电子皮肤以及医疗监测方面的应用前景。