随着经济与社会发展进程的加快,环境污染、水污染、空气污染、光污染等问题日益严重,亚健康人群激增,人口老龄化加剧,随之而来的是人们对自身的健康以及周围环境质量关注程度也达到了前所未有的水平。在此背景下,实时监测人体生理活动及外界环境变化的需求与日俱增。作为一种有效的底层监测手段,可穿戴传感器及相关技术因体积小、重量轻、便于穿戴等优势受到了科研工作者和产业界的广泛关注。通常,可穿戴传感设备选用平面基底(刚性或柔性),并在上面涂覆金属、有机物或半导体等传感功能材料。最近几年,以织物纤维为基底,结合高性能传感材料制备柔性可穿戴传感器成为了一个新的热点研究方向,相关研究成果已展现出贴合度、舒适性好且无需外嵌传感功能模块即可实现智能感知的技术特点。然而,当前基于织物纤维的可穿戴传感的研究大多是围绕应变传感展开,功能单一,这已经限制了织物纤维可穿戴传感技术的进一步发展与应用。为此,本论文重点开展基于高弹织物纤维的多功能可穿戴传感技术研究,将单一传感材料与高弹性织物纤维结合,在保证应变传感功能的前提下实现可穿戴传感的多功能化,拓展基于织物纤维的可穿戴传感研究。论文已开展的相关研究工作以及取得成果如下:1、选择一种商用高弹性双包覆纱作为织物纤维可穿戴传感器的载体,经空气等离子体处理、在氧化石墨烯(GO)水溶液中浸渍提拉、氢溴酸湿法化学还原等处理,成功制备出表面包覆还原氧化石墨烯(rGO)的织物纤维可穿戴传感器,制备工艺简单、可控性好、成本低。2、表面包覆rGO的织物纤维可穿戴传感器实现了应变、湿敏、光敏在内的多功能传感。传感器测试表明:(1)可感知膝部、肘部、手指关节弯曲以及桡动脉脉搏产生的应变,实现了全范围人体活动监测;(2)可感知相对湿度变化(11%-95%),且在相对湿度为95%时灵敏度最高(约为10%);(3)对LED产生的白光和日光均展现出了较快的响应速度(约2s),与白光LED距离为0.5cm时灵敏度约为0.4%,日光响应时灵敏度高达4%。3、对织物纤维进行空气等离子体处理,在GO水溶液中浸渍提拉,然后浸没到二水合氯化亚锡(SnCl2·2H20)、盐酸(HCl)以及GO的混合溶液中进行微波辐照,成功制备出了表面包覆Sn02/rGO纳米复合材料的织物纤维可穿戴传感器。4、表面包覆Sn02/rGO纳米复合材料的织物纤维可穿戴传感器展示出应变、气敏、光敏传感功能,实现了多功能传感。传感器测试表明:(1)较为灵敏地检测到了包括膝部、肘部、手指关节弯曲以及腕部脉搏跳动在内的全范围人体活动;(2)对低浓度乙醇气体具有较高的灵敏度,浓度为20ppm时灵敏度约为5%;(3)对不同波段可见光和日光的响应速度快(约为2s),灵敏度高,可区分开不同波段、不同功率的可见光,测试条件宽泛。