以碳纳米管为代表的碳纳米材料和以蚕丝为代表的生物质微晶石墨碳材料具有优异的性能,在诸多领域展现出应用潜力。柔性传感器可用于检测人体本身的运动和生理信息、以及外界环境的刺激等信号,在实时健康监测、远程医疗保健、人机界面交互、环境监测等领域具有广阔的应用与发展前景。因为碳材料通常具有丰富多变的形貌,优良的导电性,多级结构的可调控性以及良好的柔性,所以在柔性传感电子器件领域碳材料具有显著而且独特的应用优势。上述碳材料的可控制备与性能表征是开发其在柔性传感领域应用的关键因素。本论文以柔性传感应用为目标,系统的研究了超长碳纳米管的生长制备、结构表征与可视化操纵;在蚕丝基碳化织物材料上原位生长了碳纳米管并将其应用于构建柔性传感器。主要研究内容与成果总结如下:(1)通过化学气相沉积法制备了超长碳纳米管水平阵列,并通过负载硫纳米颗粒的方法对其进行标记,从而实现定位与操纵。依赖此光学可视化技术为基础,在探针台下实现了在大气环境条件下的碳纳米管管层之间的自由抽出和回复,并且我们对此操纵过程中碳纳米管的电学性质变化进行了检测,发现了恒压下碳纳米管在管层间抽出与回复的电流变化规律。另外,改进超长碳纳米管的生长条件后得到了肉眼可见的碳包覆碳纳米管的絮状样品。这种碳纳米管外包裹着一层洋葱状的碳的独特结构可能会在柔性电子等领域有着潜在的应用。(2)发展了一种在蚕丝基碳化织物材料上原位生长碳纳米管的方法,并且将此方法进行了进一步优化。优化后的方法称为一步化学气相沉积法,该方法制备得到的样品形貌与质量都得到了优化,而且此方法更加简便、高效和节约成本。我们还进一步研究了催化剂种类以及催化剂浓度对在碳化蚕丝织物基底上生长碳纳米管的形貌的影响,这对于按照人们的需求来调控样品的生长有着重要的意义。另外,该碳纳米管与蚕丝基碳化织物的复合碳材料可以作为传感材料,在构建柔性传感器方面有着重要的意义。(3)上述碳纳米管与蚕丝基碳化织物的复合碳材料是一种柔性导电且具有多级结构的碳材料,我们以该碳材料作为传感材料,构筑了高性能的柔性压力传感器。该碳材料的多级微结构提供了丰富的与电极之间的接触位点,赋予了柔性传感器高灵敏性(1.2 kPa-1)、快速响应性(50ms)、高稳定性和可靠性。该柔性压力传感器可用于人体运动及生理信号的检测,在可穿戴电子器件领域展现出非凡的应用潜力。另外,我们还基于此材料的独特结构构建了气流传感器,可以感知外界气流大小的变化。该气流传感器同时具有非常低的检测限(0.05 m/s)和快速的响应时间(1.3 s),有望在医药超净间和矿井通风区等环境区域发挥重要的作用。