传感器是信息获取的关键部件,随着柔性可穿戴电子产品的市场需求快速增长,亟待发展不同检测功能的柔性传感器。近年来纸张材料因其柔性、低成本、亲水、可再生、可降解、绿色环保等特性,在柔性传感器领域展现出广阔的应用前景;但如何将纸张材料、电极材料与敏感功能材料有机融合,发展不同检测功能的柔性纸基传感器仍面临诸多挑战。针对这一现状,本论文围绕普通的打印纸发展了一系列包括湿度、压力和弯曲应变检测的多功能柔性纸基传感器,并证实了其在人体上的潜在应用。主要研究内容和结果如下:1.利用纸张的亲水性和聚酯纤维导电胶带的出色柔性,设计并制备了电阻型柔性纸基湿度传感器。形貌表征显示纸张由粗糙的纤维网络状结构组成;光电子能谱表征显示纸张中含有亲水性官能团（–OH）;进一步地,接触角表征结果证实纸张具有亲水性,表明纸张可以用作湿敏材料。湿敏特性测试结果显示,随着湿度的增加,纸基湿度传感器的电导率逐渐增大,在41.1%–91.5%相对湿度（Relative Humidity,RH）范围内,传感器的响应超过三个数量级,且呈现出良好的线性特性;传感器的响应和恢复时间分别约为472秒和19秒。得益于纸基湿度传感器良好的柔性和湿敏响应,证实了其在呼吸频次、婴儿尿不湿、非接触开关、皮肤湿度检测等方面具有潜在的应用;此外,将单元纸基湿度传感器经过阵列集成,还可以用于水平空间湿度分布检测。2.通过将湿度传感器与原电池相融合,设计并制备了电压型柔性纸基湿度传感器。具体地,利用纸张作为基底和亲水性材料、氯化钠（NaCl）作为电解质、铜箔和铝箔胶带分别作为湿度传感器的正极和负极。表征结果显示NaCl均匀地分布在纸张中,且NaCl纸张具有良好的亲水性。湿敏特性测试结果显示,所制备的电压型柔性纸基湿度传感器在41.1%-91.5%RH范围内,能够自发地产生电压并且区分不同的湿度。单个传感器在91.5%RH下的输出电压和功率分别为0.58 V和1.33μW;传感器的响应和恢复时间分别约109秒和113秒。将8个电压型纸基湿度传感器进行串联集成后,可以实现4.21 V的输出电压,并可直接用于电容器充电,证明了电压型柔性纸基湿度传感器潜在的供电特性,为自供能湿度传感器的发展提供了新策略。同样地,证实了电压型柔性纸基湿度传感器可用于呼吸频次和尿布湿润状态检测,以及非接触开关等领域。3.利用纸张的粗糙表面结构,结合碳素墨水的导电性,设计并制备了纸张间单层微结构柔性压阻传感器。表征结果显示,碳素墨水中含有分散性良好、导电的碳纳米颗粒;碳素墨水纸张表面仍保持着纸张固有的粗糙表面结构。压敏特性测试结果显示,单层微结构柔性纸基压阻传感器具有快速的响应时间和较宽的压敏范围;在0.1-6 k Pa和6-40 k Pa压力范围内,传感器的灵敏度分别为0.614 k Pa-1和0.064 k Pa-1。结合形貌表征结果和有限元仿真,对单层微结构柔性纸基压阻传感器的压敏机理进行了解释。此外,证实了传感器在脉搏、手指关节运动、腹式呼吸频次和压力分布检测等方面的潜在应用。4.利用纸张的粗糙表面结构,结合聚酯纤维导电胶带电极的粗糙表面结构和碳素墨水的导电性,设计并制备了纸张/电极间双层微结构柔性压阻传感器。形貌表征显示聚酯纤维导电胶带电极表面具有粗糙的织物结构。压敏特性测试结果显示,在0.5-5 k Pa和5-60 k Pa压力范围,双层微结构压阻传感器的灵敏度分别为5.54 k Pa-1和1.61 k Pa-1,这远远大于单层微结构柔性压阻传感器。结合形貌表征和有限元仿真,分析了双层微结构界面有利于提升传感器灵敏度的原因。进一步地,利用双层微结构压阻传感器的功能结构,设计并制备了纸张/电极间双层微结构柔性压容传感器。将纸张直接作为压容传感器的介电层,减少了碳素墨水材料,极大地简化了柔性纸基压力传感器的制备工艺。压敏特性测试结果显示,双层微结构柔性压容传感器具有宽的压力检测范围0.1-80 k Pa和极低的检测限3 Pa。同样地,证实了双层微结构柔性纸基压阻和压容传感器在压力相关领域的多功能应用;特别地,双层微结构柔性纸基压容传感器还能用作非接触开关。5.利用纸张的弯曲柔性和截面的粗糙结构,结合碳素墨水的导电性,设计并制备了柔性纸基弯曲应变传感器。表征结果显示,碳素墨水纸张的截面具有粗糙的结构,这有利于弯曲应变响应。弯曲应变特性测试结果显示,在14.4-41.4°和41.4-68°弯曲角度范围,传感器的灵敏度分别为1.59/°和0.3/°。结合截面形貌表征和不同弯曲角度下传感器的光学图,对柔性纸基弯曲应变传感器的响应机理进行了分析。得益于横截面界面间隙弯曲应变机理,传感器可以直接用胶带进行封装,因此所制备的柔性纸基弯曲应变传感器具有良好的防水性。此外,证实了柔性纸基弯曲应变传感器在人体关节运动和安全门等领域的潜在应用。