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聚合物基复合材料在介电传感领域的应用十分广泛。具有高介电常数的复合材料能够有效提升传感器的性能,然而其相关研究却较为匮乏。因此,制备新的高介电常数复合材料是目前的研究焦点之一。研究表明,石墨烯能够明显提高聚物基体的介电性能,但其在聚合物中的较差分散性,影响了传感器的性能。本课题分别用长链烷基胺修饰和壳聚糖包覆的不同修饰与改性方法,制备了两种功能化石墨烯片层,并将它们分别与热塑性聚氨酯(TPU)进行复合,设计构筑了石墨烯/TPU柔性传感材料与器件,考察了它们的制备工艺—结构(组成)—性能之关系。主要工作如下:烷基胺修饰石墨烯/TPU复合材料及其传感特性。考察了修饰剂烷基胺碳链长度对改性石墨烯分散性的影响,制备了烷基胺改性石墨烯/TPU复合材料,并构建了在平面外弯曲和平面内拉伸各向异性响应的柔性电容式传感器。结果表明,均匀分散的改性石墨烯显著提高了复合材料的介电常数(高达97.3);并且这种传感器对于平面外弯曲(30~180度)表现出敏感的响应,但是对面内拉伸(0~40 N)的反应的敏感程度较低。这种各向异性响应特性的传感器,在虚拟打字输出领域将具有一定的应用前景。壳聚糖包覆的还原石墨烯/TPU复合材料及其传感特性。使用绿色环保的壳聚糖对石墨烯片层进行了包覆改性,并使用抗坏血酸进行还原,再将其与TPU进行复合,进而构筑了壳聚糖包覆还原石墨烯/TPU复合材料和传感器件。结果表明,壳聚糖的包覆增大了石墨烯在基体中的分散度和增强了材料界面的极化程度,得到了一种具有高介电常数、低渗流阈值的壳聚糖包覆的还原石墨烯/TPU复合材料;将制备得到的复合材料分别设计成连续网状结构介电传感器件和具有独立介电单元的传感器阵列,进行了传感性能的初步探索。两种器件都具有较高的灵敏度和较好的稳定性等优异的传感性能。这些器件在人体健康监测和可穿戴电子等领域将有广阔的应用前景。此外,本工作还对有机晶体管传感器件进行了初步的探索,利用印刷技术在室温下制备了柔性有机薄膜晶体管传感器件。