湿气发电,是近几年来新兴的研究领域。目前湿气发电主要利用碳纳米材料,由于其宏量制备难度较大、成本较高和复杂的器件及孔道结构等原因影响了其大规模应用。生物高分子材料一般具有储量大、可降解、可再生和生物相容好等优点,而且生物质高分子链上分布着丰富的极性基团,具有良好的空气吸湿效果和优异的离子传输能力,这有望模拟生物过程并用于湿气发电。因此,本文以纤维素纳米纤维和蚕丝纳米纤维两种生物质材料为主要研究基质进行实验研究。首先,研究了两种纳米纤维构筑而成的生物质纳米发电机在湿气发电方面的性能。通过简便的冷冻浇铸法,由具有相反电荷的蚕丝和纤维素纳米生物纤维分别制备并构筑成两种异质纳米离子气凝胶。当暴露于湿气中时,这些纳米原纤维可通过捕获水分子而水合,从而模拟带电的纳米通道进行离子传输,并且具有很好的吸湿性(>1g·g^-1),在纤维表面可形成一层水膜,两种纤维表面基团解离而带不同种电荷。解离的自由离子荷电性质也相反,它们沿纤维表面水层相向扩散、中和,两层纤维之间会产生电压（电流）,除去湿气后纤维表面状态可恢复原状。这种生物基湿气发电器件具有简单、有效、可再生和可生物降解等优势。离子的离解和扩散引起电荷的定向运动,进而产生感应电势,随着环境湿度的增加电压也随之升高;并且构筑的生物质湿气发电器件在饱和湿度下通过自身结构优化（纤维素纳米气凝胶厚度=6mm,厚度比=1,孔隙率=99.3%;蚕丝纳米气凝胶厚度=5 mm,厚度比=1,孔隙率=99.6%）产生高达～115 mV（纤维素纳米气凝胶）和～120 mV（蚕丝纳米气凝胶）电压。这些具有可持续性、生物相容性和生物降解性的生物纳米发电机有望从潮湿的空气中获得低成本及高效率的电能收集策略,并能够用作自供电的可穿戴、生物医学和小型化电子设备。其次,本文着重研究了一种带有表面正电荷的季铵化蚕丝纳米纤维薄膜的力学性能及其电化学性能。通过化学剥离、改性和机械均质等策略使蚕丝纳米纤维带有正电基团-季铵基。该纳米纤维薄膜力学性能优越（拉伸强度～42 MPa,断裂伸长率～3.1%,杨氏模量～2.2 GPa）,通过与带有相反电荷的蚕丝纳米纤维真空抽滤层层自组装得到的复合薄膜可进一步提升其力学性能（拉伸强度～65 MPa,断裂伸长率～3.2%,杨氏模量～2.85 GPa）;并且表现出良好的电化学性能,离子整流比达～5.3,盐差发电电压维持在～43 mV。