压力传感器作为一种基础力电转换器件,在物体称重、健康检测、精密测量、姿态测量等方面起着关键作用。然而检测灵敏度低、检测功能单一以及压力检测范围有限一直是压力传感器亟需解决的关键问题。针对上述问题,本文以MXene为核心材料,通过材料复合和结构设计,制备了力-电增强复合薄膜并实现高灵敏压力感知。利用微结构限域作用增强手风琴状MXene形变特性实现了多功能微力检测。此外,模仿人体皮肤多级小体联合感受机制,研制了MXene/海绵联合压力传感器,实现宽压力范围的高灵敏压力检测。主要研究内容如下:1.针对PTFE薄膜力-电敏感性低的问题,提出异质材料复合（MXene）的增强方法,显著增强了复合薄膜应变率、拉伸强度和表面电荷密度,实现了MXene/PTFE复合薄膜灵敏的压力传感性能。实验结果表明:MXene/PTFE复合薄膜比纯PTFE薄膜应变率增大450%,拉伸强度提升50%,表面电荷密度提升6倍。基于MXene/PTFE复合薄膜的压力传感器灵敏度可达80 V/k Pa,并且能在100000周循环压力测试中保持稳定的信号输出。2.针对微型化电子器件难以在有限体积内实现多功能的问题。本文利用微结构限域作用增强手风琴状MXene形变空间以及微力敏感度,实现多功能微力感知。具有压缩变形能力的MXene在受压过程中电阻率会发生变化,微结构限域电极的设计能使其产生更大的电阻变化范围,实现更大范围和更灵敏的压力检测。基于78μm深度沟道电极制备出来的压力传感器展现出最佳的压力检测性能。压力检测灵敏度可达99.5 k Pa-1,最低可以实现9 Pa的弱力检测,响应恢复时间为4 ms/13 ms。除此之外,传感器能够实现优异的多功能微力检测,例如喉咙微动,脉搏检测,声音检测甚至加速度检测。3.针对压力传感器难以同时提升压力检测灵敏度和压力检测范围的矛盾。启发于人体表皮多级感受小体的联合压力感受机制,本文利用两种力学特性不同的MXene/海绵实现宽压力范围的高灵敏检测。密胺海绵骨架致密,富有弹性,MXene复合处理后在小力阶段（小于10 k Pa）有较高灵敏度。聚氨酯海绵骨架稀疏,粗壮,MXene复合处理后在大力阶段（大于10 k Pa）有较高灵敏度。经过对MXene溶液浓度的调控以及0.6 mm厚度的镂空隔离层的设计,复合两种海绵制备出在全检测周期实现电流连续过渡的联合压力传感器。联合压力传感器继承两种海绵的压力检测特性,在小力范围（小于10 k Pa）和大力范围（10-50 k Pa）同时实现高灵敏检测(1045 k Pa-1和366 k Pa-1)。同时该传感器最低能够检测1.15Pa的微小压力。