生物传感器是一种利用柔性导电材料或柔性基底制作可以贴合于人体组织上检测生命活动的一类生物传感器。随着碳纳米材料、金属纳米材料和光刻法等微加工技术的进步,制作柔性生物传感器的方法也得到飞速的发展。然而这些柔性导电材料存在生物相容性差、价格昂贵、制作工艺复杂等缺点。水凝胶是最接近人体生物组织的一类聚合物材料,其含水量高,空气和水分可以在水凝胶中扩散,生物相容性好。可以通过光固化、热固化等手段进行制备。价格低廉。目前,水凝胶材料被科学家认为是制作生物传感器的最理想材料之一。二氧化碳激光雕刻法是一种新兴的制作微通道的方法,其价格低廉、操作方便。本论文的研究目的是结合聚丙烯酰胺-海藻酸钠双网络水凝胶和液态金属,以双网络水凝胶作为生物传感器的基底,液态金属作为生物传感器的导电电极。利用二氧化碳激光雕刻法实现微通道的雕刻,制作图案多样的生物传感器。研究工作分为以下三部分:1.水凝胶生物传感器的制备:以聚丙烯酰胺-海藻酸钠双网络水凝胶作为制作芯片的材料,利用二氧化碳激光雕刻和分步固化水凝胶实现微通道的制作和芯片的封盖键合。在显微镜下价差通道结构,并优化实验中的固化条件和雕刻条件。2.水凝胶生物传感器的力学性能及基本传感性能的测试:测试水凝胶生物传感器的拉伸性,以及水凝胶生物传感器对拉伸应变、弯曲应变和扭曲应变的响应。3.水凝胶生物传感器在声音传感、心率检测和无线通讯中的应用:声音传感器的应用:制作可贴于志愿者喉咙上的声音传感器,志愿者发出音量不同的声音或不同的单字,并通过对传感器电阻对不同声音刺激的响应,验证该应用的可行性。心率检测的应用:制作可贴于兔子心脏上的心率检测贴片,并通过对比实际心率于传感器电阻变化结果,验证该应用的可行性。无限通讯的应用:结合无限通讯芯片,利用水凝胶微通道结合液态金属制作无线通讯芯片中的天线部分,并验证该无线通讯身份证可实现隔物无线通讯。