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自供能系统是一种无需外加电源,从环境中收集能量实现能量自供的新型功能器件,在大范围环境监测、人体健康监测、军事侦察、生物医疗、安全防护等领域有着诱人的应用前景。虽然基于纳米发电机的自供能系统有了一定的发展,但完全自供能的传感系统仍然需要进一步的完善优化。本文围绕着完全自供能传感系统主要开展了基于聚偏二氟乙烯(PVDF)/尼龙11(PA11)复合薄膜的压电纳米发电机、基于静电纺丝纳米线的摩擦纳米发电机、完全自供能的紫外强度等级探测系统和具有紫外响应的摩擦纳米发电机的研究工作。利用PVDF/PA11复合压电薄膜制备出具有较高输出性能的压电纳米发电机,其输出电压达到3.2 V,输出电流达到13.2μA。研究了这种压电纳米发电机在不同驱动力下的输出性能,发现压电纳米发电机的输出电压和输出电流信号随着驱动力的增加而变大。我们使用这种压电纳米发电机实时点亮了商用发光二极管,证明这种压电纳米发电机可以作为供能单元为一些微型器件进行供电。最后将这种压电纳米发电机和ZnO纳米线紫外传感器进行串联,制作出自供能的紫外传感器,实现了紫外光强度的自供能探测。将静电纺丝纳米线作为摩擦纳米发电机的摩擦层,成功制作出基于静电纺丝纳米线的摩擦纳米发电机。通过对比实验,我们证明了静电纺丝纳米线对摩擦纳米发电机的输出性能有显著地提升效果。这种基于静电纺丝纳米线的摩擦纳米发电机在线性马达的驱动下输出电压达到1163 V,输出电流为211μA。利用这种高输出的摩擦纳米发电机,我们成功点亮了140个商用的红色发光二极管并首次实现了微型电机的实时驱动。利用高输出性能的摩擦纳米发电机、ZnO电纺纳米线紫外传感器、发光二极管、分流电阻和稳压二极管,我们设计并制作出一种完全自供能的紫外强度等级探测系统。这种完全自供能紫外强度等级探测系统能够利用人体机械能精确地探测并显示出所处环境的紫外线强度等级。人们可以随时随地使用这种自供能紫外探测系统探知所处环境的紫外线强度等级并采取相应的防护措施。这个工作成功地将自供能系统应用于人类公共卫生领域。利用ZnO和PVDF作为摩擦纳米发电机的两个摩擦层,我们制作出具有紫外响应的摩擦纳米发电机,实现了供能单元与传感单元的集成。这种纳米发电机同时具有供电和传感两种特性,为制备高集成低功耗的自供能传感器提供了一种简单可行的方法。利用这种具有紫外响应的摩擦纳米发电机,我们实现了2nW/cm2紫外光的自供能探测。