随着柔性可穿戴电子设备的蓬勃发展,对传感材料提出了更高的要求,需要同时具备高灵敏度、柔性、可检测全范围的人体活动等条件。此外随着微电子器件向高性能、轻薄化、小型化的方向发展,研制轻质高导热材料成为了科研人员的重要课题。石墨烯具有优异的电学性能以及和热学性能,作为导电导热填料可以极大地提高基体材料的综合性能,在柔性导电以及轻质热管理领域具有广泛的应用前景。本论文采用自组装的方法制备了柔性且导电的还原氧化石墨烯/聚合物海绵。该复合海绵可以容易得加工成不同维度和不同形状的传感器来满足高灵敏得检测多种形式应变的需求。其中三维的石墨烯/聚氨酯海绵表现出优异的力学性能和按压循环稳定性;二维平面则非常适合用于电子皮肤来检测弯曲、拉伸和冲击;一维线状复合海绵表现出对扭转及微力超高灵敏度的响应,分辨力甚至可以达到0.01N,成功作为可穿戴设备检测到诸如手指弯曲和震动等人体活动。复合海绵优异的综合性质使其非常适合应用于柔性电子应力传感器中。此外针对其对按压应变独特的响应曲线,我们提出了相应的等效电路模型来分析其电阻变化机理。为了制备轻质导热材料,本论文分别研究了石墨烯/环氧树脂和石墨烯/环氧树脂/碳纤维的复合材料热学性能,测试表明相比于纯环氧树脂,石墨烯/环氧树脂复合材料在12wt%较低的填料含量的情况下,法向热导率提高到8.5倍,而密度只有1.078g/cm3。三元复合材料的法向导热性能同样提高了 4倍以上。此外我们提出了自组装-含浸两步复合法,成功解决了在较高石墨烯含量下使用含浸法不易均匀复合的问题,制备出更高石墨烯含量更高热导率的三元复合材料,为其他纳米材料与聚合物的复合制备提供了参考。