摩擦起电效应广泛存在于自然界中,不同材料对之间相互摩擦,材料表面电荷发生转移,产生带电现象。摩擦纳米发电机（Triboelectric nanogenerator,TENG）的接触带电效应可以将人体运动及自然界无处不在的机械能转换为电能。摩擦纳米发电机的材料选取范围广泛,大多数的摩擦材料和封装材料都是用聚合物制成的,还具有易制备、成本低以及能量转化率高等优点,在可持续能源和自供电传感器方面,拥有巨大的潜力。通过表面改性和电荷泵送等方式,有效提高电荷转移密度摩擦层材料的摩擦电性能,研究其新型应用具有重要意义。研究了三维花状二氧化钛填充聚甲基丙烯酸甲酯制备正摩擦性复合材料,与聚二甲基硅氧烷配对,制备的TENG展现出良好的摩擦性能,产生的开路电压(Voc)为1200 V,短路电流(Isc)为250μA,输出瞬时功率密度达到34.85 W/m~2。TENG的高输出性能取决于花状二氧化钛的特殊形貌,对复合材料起到表面改性、提高介电常数和空间电荷极化等作用。TENG能够实时驱动600个发光二极管,为计算器和数字显示提供电能。研究制备了一种接触分离式双重激励TENG,提高摩擦电纳米发电机的电荷密度和实现直流输出。该器件各独立结构之间通过机械整流方式实现电荷由P2到P1的单向泵送,P1向M-TENG泵送。TENG表现出优异的电性能,Voc达到2300 V,Isc和P分别为3 mA和0.15 W,实现2.8 mC/m~2的转移电荷密度,与单层激励和无激励的TENG相比电性能显著提高。器件的工作原理为各层依次泵送电荷,泵送电荷峰值由相邻的正负半轴峰值,移动到正半轴并抵消M-TENG负半轴输出电压,实现直流输出和输出端正半轴增强、展宽。多重激励直流摩擦纳米发电机在高灵敏度传感应用领域有良好的应用潜力。基于摩擦电和压电纳米发电机在信号检测和能量收集方面的不同作用,研究制备了一种基于摩擦-压电混合纳米发电机的智能鼠标垫,用于监测计算机用户工作时的各项行为和能量采集。高灵敏度摩擦纳米发电机和具有良好线性以及灵敏度的压电纳米发电机,分别拾取滑动和压缩运动能量并显示相应电信号。鼠标的点击、滑动、滚动、拿起放下、移动速度和移动路径可以直接清晰地反映在输出电压信号中,其峰值在0.5V到60 V之间。制备的智能鼠标垫成功采集了计算机用户在操作过程中的操作数据。该器件在人工智能和健康监护应用的人机界面领域有巨大应用潜力。研究了在不锈钢织物上电泳沉积F-TiO2颗粒从而制备出混合织物的负摩擦层材料。制备了不同组分的复合织物摩擦材料纳米发电机,研究了其电输出性能。与棉配对制备的TENG产生的Voc为120 V、Isc为25μA和P为0.85 W/m~2,与丝配对制备的TENG输出性能分别为110 V、30μA和1.05 W/m~2。由于填充颗粒特殊的表面导致复合材料具备较高空间极化和介电性能,有效提高TENG的输出性能。TENG在8,000次循环后表现出良好的耐用性。利用穿戴式TENG,实现实时生物力学能量采集,实时驱动红外信号发射装置,实现可穿戴式红外通信。