皮肤是人体最大的器官,通过皮肤汗腺分泌的汗液与体液、血液密切相关,携带人体健康有关的重要生理信息,通过无创、原位分析人体汗液中的成分变化可以有效地对人体健康状态进行在线监测。集成了多种传感器的“电子皮肤”设备是当今可穿戴设备、健康监测设备,智能机器人触觉传感等领域热门话题。通过集成多种离子传感器且无感贴附于人体表面的“电子皮肤”设备来实时分析人体汗液中比较有用的Na~+、K~+含量变化可以对运动员训练、慢性病监测、药物滥用等领域带来巨大的发展。因此对集成离子传感器的柔性电子设备进行研究具有重大的研究价值和应用价值。然而,传统的汗液分析方法如:多电极分析法、电化学法、比色测定法在成分及环境复杂的汗液里面以及机械伤害巨大的皮肤表面都有其难以克服的限制性。本文主要致力于解决将可特异性感应离子浓度变化的传感器集成到具有可弯曲、可拉伸性能的“电子皮肤”上。为了获得可以对汗液中钠、钾离子进行微量探测的传感器。本课题基于离子选择场效应晶体管(ISFET)原理,使用具有拉伸性能的离子凝胶作为介电层,使用具有弯曲性能和高电子迁移率的化学气象沉积(CVD)生长少层石墨烯薄膜作为它的活性层,为了使器件具有对离子特异性传感的能力本课题使用离子选择膜对器件的金属栅极进行功能化修饰。通过实验测试该传感器对Na~+/K~+探测能力高达0.01mM/L的水平。可是,即使采取以上多种具有弯曲性能的材料来改进ISFET,它依然是脆弱的。皮肤表面反复的拉伸以及弯曲会对金属电极、少层石墨烯等材料产生不可逆转的损伤,从而带来很大的性能衰减。因此,本课题使用具有弯曲性能和高电子性能的石墨烯作为有源层,并将器件设计成“岛-桥”结构,使用精准切割工艺加工聚酰亚胺薄膜(PI)材料作为器件的保护基底,使器件具有较好的可拉伸性能。为了保证PI基底与PDMS柔性基底的有效贴合,采用键合工艺将电极固定在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上。最后,通过测试验证了制备的器件具有很高的离子传感性能,并且具有无感贴附人体的轻薄和可拉伸性能。