无创、便捷和实时的生理信号检测技术的进步对于健康评估系统和人机交互界面的发展起着关键作用。目前常用的生理信号传感器主要基于硅基材料,其硬、脆、不可拉伸的特性使得这些传感器在人体上提取生理信号的效率受到约束。故利用柔性电子技术发展生理信号传感器可突破传统器件局限,更高效、准确、稳定地提取生理信号。当下在人体表面使用的柔性电子皮肤可分为多功能柔性传感系统、自驱动柔性传感器、基于自愈合材料的柔性器件。发展基于自愈合材料的柔性器件可以避免多功能和自驱动柔性传感器在长期循环使用后遇到的器件损坏问题,提高传感器在长期使用过程中的稳定性。因此,开发导电自愈合材料对于电子皮肤的长期稳定使用显得至关重要。水凝胶由于其柔软、高度可拉伸性、可调的力学和电学性能等优势被认为较有前景的导电自愈合材料。然而,当下基于导电水凝胶的传感器基本只能检测大幅度的躯体运动,不能对微弱生理信号(呼吸、脉搏等)实现高精度的检测。针对这个问题,我们制备了一种新型可注射导电自愈合的碳纳米管-聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐-聚乙烯醇-聚丙烯酰胺(CNT-PEDOT-PAM-PVA)水凝胶。这种材料具有超低的杨氏模量(~1 kPa)、超强的可拉伸能力(>2000%)、高效的力学和电学自愈合能力、理想的流变学性能、可注射性以及快速灵敏的形变-电学响应。得益于这些性质,我们采用材料注射技术,制备了微型柔性拉伸传感器,不仅实现了对微小肢体运动的精准定量分析,还成功读取了不同行为下自由活动小鼠的呼吸频率和强度等信号。我们还采用自下而上的材料注射技术和材料打印技术,制备了微型压力传感器,实现了对人体桡动脉和颈动脉信号的检测。该微型压力传感器能准确分辨脉搏信号的不同精细波形,对于心血管疾病的诊断具有潜在的应用价值。至此,我们展示了可注射导电自愈合水凝胶在生理信号检测中的优势。这些微型传感器不仅可以实现医疗监测,还能帮助理解特定行为或神经精神疾病的生物学基础。柔性非接触式接近传感器能感知物体的接近,可以提供比传统接触式传感器更高维度的传感能力和更加丰富的操作体验,在安全防护、智能电子等人机交互界面有广泛的应用前景。然而,当今的柔性接近传感器通常采用价格不菲的低维材料和昂贵耗时的制造工艺,限制了它们进一步发展。纸基电子器件具备低成本、大面积制造等优势。因此,发展纸基的柔性接近传感器对于该器件的未来发展有着非凡的意义。为此,我们开发了一种柔性纸基聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐-聚乙烯醇(PEDOT/PSS-PVA)接近/接触传感器(Paper-based PEDOT/PSS-PVA Proximity/touch Sensor,3P传感器)。我们首先在滤纸内部多层级纤维表面沉积导电聚合物PEDOT/PSS-PVA,在纸基纤维表面包裹一层导电聚合物-水凝胶膜,并进一步制作成3P传感器。与纯PEDOT/PSS的传感器相比,我们发现PVA的引入会增加PEDOT/PSS-纤维网络的稳定性和灵敏度,使其对于手指接触的高频阻抗响应水平约为无PVA样品的3倍。3P传感器的电化学交流阻抗谱显示,在手指接触时传感器的电容是未接触时的2.26倍。造成这一现象的原因可能是人体接触时的电感引发了传感器内部电荷的重新排布,并阻碍了电荷的传递。我们进一步系统地测试了传感器对手指接近的响应特性,发现传感器的高频阻抗对于接近距离呈现指数响应,最大检测距离达到20 cm,且在循环测试中能实现快速、稳定的响应。传感器在手指接触时的高频阻抗响应水平是手指在距离传感器0.1cm时的3倍,说明传感器可以显著地分辨手指接触和接近。此外,3P传感器仅对人体的接近和接触响应,展示了人体特异性。基于3P传感器和其优良性能,我们开发了具备多层级响应能力的安全防护系统,其对人体的接近和接触可做出不同级别的响应。最后,我们利用多通道检测技术制作了3P传感器阵列,并进一步开发了无接触电子琴,实现了简单旋律的无接触演奏。低成本3P传感器优异的对人体接近检测能力和接近、接触的区分能力使其在安全防护、智能电子等人机交互界面有广阔的应用前景。