压电肽及其衍生物材料因其固有的生物相容性、降解性和方便的生物功能化等优点,有望为心脏起搏器等生物和医学便携式微电子设备供电,成为一种新型可更新能源。本文以苯丙氨酸二肽(FF)和苯丙氨酸-色氨酸二肽(FW)材料为研究对象,通过调控液相提拉法制备FF和FW共组装二肽(PCA)系列纤维阵列的生长条件、促进两类二肽共组装,探讨各自的性能与形貌调控机制,构建PCA纤维阵列压电发电机器件用于自供电器件并获得优异的输出性能。主要内容和结论如下:(1)本文发现一种基于液相提拉法制备统一极化方向FF纤维水平阵列的方法,利用调控三相界面处蒸发速率、调整带电基底与FF纤维静电反应的协同作用可成功控制FF纤维生长取向、极化方向、密度。研究发现,FF含量、温度、溶液p H直接影响三相界面处局部FF分子浓度,控制着FF分子微米环成环过程;FF溶剂、湿度、提拉速度影响三相界面蒸发速率,调控FF纤维芳香侧链堆叠和肽骨架氢键连接;通过以上多种参数单一或组合的方式,我们可调控FF纤维阵列形貌;筛选基底电性可构建多种电极结构而不影响FF纤维阵列的合成;改善基底表面亲水性有利于增加FF纤维结晶位点,优化FF纤维阵列密度。本工作证实了以上参数控制三相界面蒸发过程以及基底静电荷驱使FF纤维阵列统一极化方向的可行性。(2)本文通过调控影响三相界面处蒸发速率的参数、控制FF与FW含量促进基于液相提拉法的二肽共组装过程进一步优化FF纤维阵列的表面形貌与压电性能。制备不同配比FF和FW的PCA纤维阵列,并对其进行X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜、X射线能谱、压电力显微镜表征,结果表明FF与FW共组装的方式排列成PCA纤维阵列,FW的引入不会引起FF纤维本身晶体结构和形貌的变化,纤维以六边形状构成,晶形结构完好。FW与FF共组装低的成核能,有效的提高PCA纤维阵列面覆盖率近40%、分叉几率仅增加15%。而FW芳香侧链的键连接要比FF的更为极化,增强晶体结构的非对称性,提升压电系数近12倍。(3)使用液相提拉共组装获得极化方向统一、高密度、强压电性的压电二肽PCA纤维,设计并优化基于生物二肽共组装纤维阵列结构的压电纳米发电机。研究发现,PCA15纤维压电器件在48 N压力下获得3.35 V的输出电压、22 n A的输出电流以及6.8 n W的输出功率,在反复循环7500次后输出性能仍保持稳定。FW对PCA纤维阵列生长取向、极化方向、微结构形态和密度的优化高效集成PCA材料的压电响应信号,增加PCA纤维非对称性提升压电系数,这两者的共同作用有效提高了PCA15压电纳米发电机的输出性能,证实了PCA纤维器件作为能量提供装置为微型器件供能的可行性。