能源是人类活动的关键生产资料,是人类文明发展和进步的驱动力。由于全球能源问题日益凸显,寻求新型能源技术是解决目前能源问题的一条有效途径。机械能充斥在人类活动的各个场所,具有分布广、易于转换等特点,是新能源开发的重要组成部分。摩擦纳米发电机和压电纳米发电机是机械能采集的两种重要的手段,也是能源采集领域中的研究热点。两种采集方式对机械能的力电耦合本质是在外界激励作用下,器件两极相对运动或材料形变产生的麦克斯韦位移电流。可穿戴电子技术的发展对相关的配套技术的要求也在不断地更新,由于人体运动的多自由度和大应变特点,传统刚性器件无法适应这种应用场合,因此,柔性可拉伸能源器件是可穿戴电子领域和能源技术领域的一个重要研究内容。对于摩擦纳米发电机而言,其柔性可拉伸化的难度相对较低,其难点主要在于表面摩擦电荷密度及器件输出性能的提升。对于压电纳米发电机而言,由于只有特殊晶体结构才能产生压电效应,因此其材料选择范围相对要窄得多,且其制备工艺中需要高温工艺,这使得压电材料及其器件的柔性可拉伸化是一大难题。本文面向可穿戴电子对柔性可拉伸能源器件的需求,针对摩擦纳米发电机和压电纳米发电机中功能材料和器件结构的柔性可拉伸化问题进行了相关研究,主要在柔性摩擦纳米发电机性能增强方法、压电功能材料及器件柔性可拉伸化方法、摩擦纳米发电机和压电纳米发电机在能源采集及自供电传感中的应用等方面进行了研究,主要研究成果包括如下几点:（1）为了提升柔性摩擦纳米发电机的输出性能和共形装配能力,利用牺牲层预沉积技术有效规避了由于摩擦材料表面范德华力导致的界面高粘性问题,实现了高比表面超薄柔性摩擦功能材料微纳结构的高质量转移。表面微型金字塔阵列的引入可将材料比表面积提高2.27倍。测试结果显示,有效摩擦面积为4.0 cm×4.0 cm的摩擦纳米发电机,可以直接点亮110个串联的商用绿色发光二极管（LED）。同时,制备的摩擦纳米发电机具有自供电传感功能,并具有良好的共形装配能力,可对人体关节运动姿态及动作进行识别。（2）针对传统压电材料及器件的柔性可拉伸化难题,提出了在高弹性（伸缩率可达600%）高分子材料中引入压电微粒形成压电复合结构的研究思路,利用剪切力分散方法成功实现了含Pb和无Pb压电材料及其器件的柔性可拉伸化。PbZrTiO₃基压电复合材料和BaTiO₃基压电复合材料峰峰电压输出分别可达16 V和38 V,且均对不同的外部激励条件（如拉伸速度、拉伸率、频率）产生响应,在人体运动能量采集及姿态监测中具有潜在的应用价值。（3）针对柔性可拉伸能源器件的效率提升问题,本文提出了多自由度摩擦-压电复合式能量俘获方法。采用全柔性可拉伸拱形结构,实现了复合换能机制的多模式（拍打和拉伸）机械能响应能力,有效提升了器件输出性能。另一方面,提出了压电增强型摩擦纳米发电织物,实现了摩擦换能和压电换能在织物结构中的协同作用,开路电压和短路电流分别可达600 V和17μA,同时具有良好的机械可靠性和电学稳定性,为柔性可拉伸能源器件在穿戴式电子器件及服饰集成中的应用奠定了基础。