集成柔性传感器的电子皮肤可模仿人类皮肤,感知各种环境刺激,在可穿戴健康监测、机器人皮肤等高端领域的应用前景十分广阔,受到科研人员的密切关注。目前,柔性传感器主要通过物理接触引起自身形变,实现对应力、应变以及压力等的传感,获取环境信息。然而,这些传感器在经历重复形变后,器件材料易出现疲劳,内部结构发生改变或损坏,造成器件响应性能的失稳和劣化。接近式的非接触传感器可感知被测导体与传感器间的距离就,不仅可避免物理接触造成的生物污染等问题,而且由于器件材料无需发生物理形变,因此传感器的稳定性和寿命都将大幅提高。目前,虽然非接触传感器已有研究,但多数报道仅仅限于对现象的描述,对于非接触传感的机理以及性能的调控方案还缺乏系统和深入研究。为此,本论文采用静电自组装的方法,将正电性的交联聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶乳与负电性的氧化石墨烯(GO)复合,并将复合胶乳还原,得到了可稳定分散的r GO@PMMA复合胶乳;之后,将r GO@PMMA胶乳与低玻璃化转变温度(-42℃)的阳离子聚丙烯酸正丁酯(PBA)胶乳混合后,烘干成膜,得到r GO@PMMA/PBA复合胶膜,以该胶膜为介电材料,材料两端连接电极,并与交流电源连接,组装得到电容原理的非接触式传感器。期间,研究了用作介电材料的胶膜结构、介电性能及性能调控方法;制得的传感器响应机理以及性能调控因素,并考察了传感器对多类导电、导体尺寸、导体电导率以及导体接地状态等的辨识能力。研究表明:1.以乳液聚合制备PMMA胶乳时,采用半连续聚合技术,在PMMA粒子表面接枝阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC),可提高PMMA胶乳的ζ电位。当DMC用量为0.8wt%时,PMMA胶乳的ζ电位可由+35m V提高至+49m V。以高ζ电位的PMMA胶乳与GO复合,还原后可得到稳定分散的r GO@PMMA复合胶乳,且r GO最大负载量可达6wt%。2.将r GO@PMMA复合胶乳与PBA混合后,混合胶乳仍能稳定分散,因此可采用胶乳铸膜法,制备均匀结构的复合胶膜,当复合胶膜中r GO@PMMA含量由1%逐渐增至20%时,胶膜的介电常数均逐渐增大,由6.2 C~2/(N*M~2)*增至13.7 C~2/(N*M~2)。3.以复合胶膜为介电材料,组装形成的传感器具有非接触传感性能,能对与之接近的导体或介电体产生规律性响应,并可辨识传感器与接近物体间的距离。传感器的性能符合“微电容模型”及“柯西模型”的预测,预测的r GO@PMMA最优含量与实验值吻合。通过增大传感器中复合胶膜的面积和厚度,可分别提升传感器对远距离物体以及近距离物体的响应值。4.上述非接触式传感器柔性高,100%拉伸应变循环200次后,响应性能基本不变;当器件中复合胶膜尺寸为2cm*1cm*0.03mm(长*宽*厚)时,可感知1cm外0.1*0.1mm~2,以及14cm外1.0*1.0mm~2的铝片;非接触传感器可用于物体速度与加速度测量、溶液中电解质浓度的测定、并可辨识物体的接地状态等,因此该传感器在远距离检测、人机交互和智能机器人等领域中极具应用前景。