电子皮肤可模仿人体皮肤对外界环境（包括对压力、温度及化学等刺激）的感知,因而可广泛应用于人工智能和医学诊断等领域。尽管近年来电子皮肤研究取得了长足进展,但仍然还存在感应材料的响应灵敏度不足、稳定性和抗干扰能力较差及感应的范围窄等诸多问题,这些限制了其实际应用。要解决以上问题,选用具有优异性能的活性材料和设计合理的器件结构是关键。石墨烯,因其优越的导电性、可弯曲性以及良好的化学可修饰性能成为制造高性能柔性传感器最常用的活性材料之一。然而,由于石墨烯本身无弹性,化学结构单一,因而在构筑柔性器件时,往往需要与柔软,结构丰富的高分子进行复合,同时又能尽量保持其本身性能。因此,研发出有效的方法将碳基材料与高分子有效复合,对开发出高性能柔性可穿戴器件至关重要。在本文作者开发新型高分子-碳材料的纳米仿生异质结结构与非对称复合结构来构筑电子皮肤。完成的主要工作如下:（1）通过仿生原理,合成石墨烯-聚多巴胺纳米异质结材料并使用其构筑高性能柔性水分子快速检测器件。该器件可以实现对说话,呼吸等引起的快速湿度波动信号的精确检测。以此为基础开发一套能够通过非接触方式监测呼吸,皮肤活动等人体关键生理指标的可穿戴系统。（2）构筑石墨烯-PDMS非对称复合体构筑高灵敏度(1875.53 kPa^-1)和宽线性响应范围（0-40 kPa）的压敏柔性器件。将此器件集成到无线可穿戴系统发现可以很好解决目前脉搏传感器无法在人体日常活动干扰中精确采集脉搏信号的缺陷。（3）可拉伸褶皱弹性体/石墨烯膜非对称复合材料的制备。此工作意在为制备可拉伸性石墨烯电子皮肤提供一种新思路。同时,基于以上材料,本工作还开发设计了自供能人机交互电子皮肤。综上所述,本论文通过纳米复合方法制备了基于石墨烯-聚多巴胺纳米异质结材料高灵敏度快速响应的湿度传感器。同时,通过将界面自组装石墨烯膜与高分子弹性体进行非对称性复合,构筑了高灵敏度宽线性响应范围的压敏柔性器件和可拉伸自供能器件。这些器件有望应用于医疗和人机交互领域。