柔性、可拉伸和可穿戴功能电子设备因其可穿戴、舒适性、远程操作和及时反馈的综合特征,在人类活动监测和个人健康管理方面有着重要作用,因而正逐步取代传统的硬质材料成为新的研究方向。而作为可穿戴设备的重要组件,可穿戴传感器可以通过胶带附着到纺织品上或者甚至直接安装在人体皮肤上,从而监测用于疾病诊断和健康监测的物理信号,因此越来越为人们所关注。导体作为传感器的核心组成部分,将会直接对传感器的性能产生影响。导体材料不仅应具备良好的柔韧性、高度可拉伸性和高灵敏度,还要优异的自恢复性、抗疲劳性和能与曲线表面紧密贴合的生物相容性。水凝胶是一种具有高离子电导率的类似于生物组织的“软材料”,其高度柔韧性、优异可拉伸性和良好生物相容性等特性,使其成为柔性传感器导体材料的理想选择。本文以聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,PAAM）作为水凝胶基质材料,TEMPO氧化纳米纤维素（TEMPO-oxidized cellulose nanofibers,TOCNs）作为纳米增强相,分别以碳纳米管（Carbon nanotube,CNT）和氯化锂（Lithium chloride,LiCl）作为导电物质,通过丙烯酰胺（Acrylamide,AM）单体在TOCNs的自由基聚合形成纤维素增强的纳米复合导电水凝胶。由于CNT具有纳米级尺寸,较大比表面积和较强的表面张力,在水溶液中极易团聚,极大影响了其在水凝胶中的分散。因此,研究采用的TOCNs除了对水凝胶的纳米增强增韧作用外,还起了协助CNT分散的作用,可搭载CNT在凝胶基体网络中构建出连续稳定的导电网络。而掺入LiCl后,导电水凝胶的导电率更高,并且还具备了高透光度和灵敏度。制备得到的导电水凝胶兼具高力学性能、高韧性、优异自恢复性、良好抗疲劳性和理想传感性能。文章主要研究了纳米复合导电水凝胶的制备和TOCNs和CNT含量对水凝胶性能的影响,以及高透光度和保水防水的TOCN-LiCl/PAAM水凝胶基应变传感器的组装和传感性能。并采用扫描电镜和透射电镜等手段,对水凝胶微观形貌进行了表征;采用流变测试、抗压测试、抗拉测试对水凝胶的力学强度、韧性、自恢复率和抗疲劳性进行分析;采用傅里叶变换红外测试、透光度测试对水凝胶的官能团变化和透光度进行了分析;采用电化学工作站对导电水凝胶以及组装的柔性应变传感器的导电率和传感性能进行了测试。具体结果如下:（1）当TOCNs含量为3.0 wt%时,可见光范围内复合凝胶的透光率高达84.8%,存储模量G′_max约为51.11 kPa,80%压缩应变下的应力约为2.43 MPa,能量耗散约为9.68MJ/m³（60%应变）,分别是同等条件下纯PAAM凝胶的7、27和14倍。同时,3%TOCN/PAAM复合凝胶的最大拉伸应力（⁰.07 MPa）和断裂伸长率（²77%）较纯PAAM分别提高了近3.5和2倍,韧性约高达12.21 MJ/m³。拉伸150%应变作用后,静置30 min后力学性能的自恢复率超过了93.2%,残余应变仅为2%。在压缩和拉伸循环加载时均表现出高抗疲劳性。Fe³⁺作用下还具备一定的形状记忆功能。（2）当TOCNs含量为3.0 wt%,CNT为2.0 wt%时,导电复合水凝胶的存储模量G′_max约为79.36 kPa,60%压缩应变下的应力约为2.55 MPa,能量耗散约为29.8 MJ/m³,分别是同等条件下纯PAAM凝胶的11.4,85和27.1倍,TOCN/PAAM的1.6、2.7和5.1倍。同时,TOCN-2.0%CNT/PAAM复合凝胶的最大拉伸应力（⁰.15 MPa）、断裂伸长率（²26%）和韧性（¹9.51 MJ/m³）较纯PAAM分别提高了近7.5、1.4倍和9.7倍。150%拉伸应变作用后,静置30 min后力学性能的自恢复率达到了92.2%,残余应变仅有9.7%,并且在循环加载时表现出高抗疲劳性。导电率达到了2.42±0.03 S/m,并且GF值在100%²00%的应变范围内达到约11.8的高应变敏感性,可用作应变传感器监测人类的手指或各个关节的运动情况。（3）使用硅烷改性后的TOCN-LiCl/PAAM离子导电水凝胶(S-PAAM_C-Li)和硅烷改性后的PDMS（S-PDMS）组装得到的应变传感器平均透光度为89.5%,高温下也仅有约2%的水分损失,抗拉强度达到⁰.88 MPa,导电率高达5.21±0.15 S/m。传感器在低应变范围内也可以实现3.8的高GF值,经过约250次循环拉伸依然表现出传感稳定性和出色的机械耐久性,以及在弯曲,拉伸和按压等机械变形下具备了优异的应变敏感性和高灵敏度,可进一步用于实时监测人体的大规模或微小运动,包括手指的弯曲、手臂关节的运动、写字或微笑、皱眉、吞咽等微表情监测。