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摩擦电纳米发电机因其柔性、轻质、可穿戴、可植入、俘能尺度广、能量转化效率高、响应速度快、制造成本低廉等特性,在能量收集及自驱动传感等领域具有巨大的应用前景与研究价值。摩擦纳米发电机中的重要部件是摩擦层,基于介电材料的摩擦层对提高摩擦纳米发电机的输出性能与传感特性具有重要影响。因此,对介电材料进行形貌构筑、结构优化与组分调控对摩擦纳米发电机的发展具有重要意义。本论文通过静电纺丝法制备了一种具有三维二级心脏状微纳米纤维的摩擦纳米发电机(HMN-TENG)。在电纺聚偏氟乙烯(PVDF)纤维基负摩擦层的基础上设计并自组装了三维二级心脏状微纳米结构,该结构能与正摩擦层表面的凹陷结构相匹配,产生“咬合效应”,扩大有效接触面积,使得HMN-TENG的功率密度高达14.8 W/m~2。通过静电造孔法设计了一种仿生Trimurti PVDF摩擦材料,该材料的内部和上、下表面分别自组装了纳米多孔松质骨状、疏水性荷叶状和亲水根毛细管状结构,使所制备的Trimurti摩擦纳米发电机(T-TENG)具有优异的电性能,在高环境湿度下具有良好的输出稳定性,并且在出汗条件下具有优良的使用舒适性。将静电纺丝与静电造孔法相结合,设计了超疏水多孔微米纤维基摩擦材料。粗糙的微米纤维带来的超疏水性和纳米多孔结构分别赋予了摩擦电纳米发电机(PMF-TENG)高达56.9 W/m~2的输出性能与80%的相对湿度下,高达22%的输出保持率。通过静电雾化热压法制备了具有有机无机复合内层的摩擦材料,将聚酰亚胺(PI)储电特性与铁电材料电滞极化效应耦合到一起。研究了铁电材料钛酸铋钠-钛酸锶(NBT-ST)在PI层中的复合量对器件电性能的影响。当NBT-ST的复合量为60%时,器件的输出性能达到最大值,其输出电压为118.1 V。通过溶胶凝胶法制备了以柔性无机锆钛酸铅镧(PLZT)反铁电薄膜作为夹层的摩擦纳米发电机,从摩擦纳米发电机的工作循环模式入手,研究大极化差值夹层对器件电性能提高的新机制。研究表明由于反铁电材料在电场作用下具有较大的极化值,当撤去电场后其剩余极化接近零,这种材料在提高表面电荷密度的同时,可以避免部分电荷被一直束缚到电极上,充分释放了纳米发电机中介电材料的俘能能力。