近年来,随着物联网的快速兴起,各种类型的传感器和传感器所需的能源器件层出不穷,其中具有透明性、可拉伸性、生物相容性和自修复性的柔性传感器件受到广泛关注。然而大部分提供动力的能源器件都是刚性的,集成化全柔性电子设备的研究依然任重道远。摩擦电纳米发电机（TENGs）的应运而生为柔性电子器件的发展提供了创新性的思路,TENG既可以作为一种能源器件,收集周围环境的机械能转换为电能驱动电子设备运行,又可以作为自供电传感器监测环境变化或者人体运动。柔性材料与可以自供能的TENG结合,在多功能可穿戴领域具有广阔的应用前景,在各种柔性材料中,具有透明、柔软、优异的机械性能和自修复特性的水凝胶被广泛用作TENG的电极。然而TENG的应用依然存在一些挑战,例如电极的延展性和导电性不能同时兼顾和恶劣环境下TENG被腐蚀等问题,都会导致TENG性能退化甚至损坏。基于此,本文主要阐述了基于水凝胶的柔性摩擦电纳米发电机及其应用研究。首先设计了基于耐酸碱水凝胶的透明、可拉伸、可重复再利用的摩擦电纳米发电机（R-TENG）,将β环糊精（βCD）引入到聚丙烯酰胺（PAAm）水凝胶体系中制备了聚丙烯酰胺-β环糊精-氯化钠（PAAm-βCD-Na Cl）水凝胶,增加了其拉伸性和环境稳定性,PAAm-βCD-Na Cl水凝胶作为R-TENG电极,可以有效抵抗强酸和强碱的环境。此外,还首次将水凝胶的溶胀特性应用到纳米发电机上,并制造出首个可重复利用的摩擦电纳米发电机,在脱水后可重复利用,为设计环保型器件提出了行之有效的思路。R-TENG不仅可以作为能源器件,输出峰值电压300 V,还可以作为应变传感器监测人体运动,显示出R-TENG在柔性可穿戴领域良好的应用前景。其次,设计了基于自修复可粘附水凝胶的可拉伸摩擦电纳米发电机（HTENG）,首次将丙烯酰胺（PAAm）、β环糊精（βCD）和聚乙烯亚胺（PEI）结合,制备的混合水凝胶断裂后无需外部刺激可在2 s内可以快速愈合,其拉伸应变可达断裂前水凝胶的80%。该水凝胶还具备卓越的可粘附性,可附着在不同的表面,如金属、纸张、塑料和玻璃表面。制备的H-TENG的电压可达600 V,电流可达1.5μA,证实了H-TENG在电子皮肤和可穿戴电子设备方面的潜在应用。