在野外和贫电地区,尤其是在通电率仅为44.6%撒哈拉以南的非洲国家,很多疾病与水污染有关,常常因为水中微生物细菌不能得到有效去除,发生大规模瘟疫。因此,饮用水杀菌及伤口消毒等问题越来越引起人们的关注。目前常见的野外饮用水消毒方法大多对水质会产生二次污染,导致饮用水质量并不高。近年来,紫外线杀菌作为一种新的杀菌技术越来越被人们所接受,特别是其具有杀菌速度快的特点,同时不会产生二次污染。此外,紫外线在医学治疗,化学检测等领域也都有广泛应用。但目前人工紫外线的产生方式很大程度依赖于电网,这将导致在无电地区、野外环境使用紫外线技术受到了极大的限制。针对紫外线在野外、贫电地区应用时遇到的电能供给问题,本论文提出一种摩擦电紫外线系统的新概念,为紫外线技术在无电网情况下的应用做出了极大的补充。其核心是利用摩擦纳米发电机驱动紫外线发生器直接产生摩擦电紫外线,具有结构简单,安全经济,节能环保,不受电网限制等优势。本文首先对系统进行了整体的结构设计,围绕摩擦纳米发电机结构和摩擦电紫外线发生器这两大核心问题进行设计,确定了系统整体结构方案;并且为了提高摩擦电紫外线系统的便携性和实用性,设计一种手摇式便携摩擦电紫外线系统。其次,对摩擦电紫外线系统进行了性能分析。分别从电学特性,光谱特性,以及能量转换效率的角度去详细分析不同设计参数及工作条件对摩擦电紫外线系统的影响,总结关键参数变化引起性能变化的规律。随后,本文对摩擦电紫外线系统放电过程进行了物理建模与仿真,通过商业软件COMSOL对辉光放电过程进行等离子体角度的仿真,找到了摩擦电紫外线系统放电过程中紫外线发生器腔内电子密度,电子温度等等离子体性能的变化规律,通过仿真与实验对照检验仿真的准确性。最后,选择紫外线在生物杀菌,光固化及化学检测这三个不同领域的应用进行实验,初步验证摩擦电紫外线系统的有效性与实用性。本文的研究内容为紫外线在无电网环境下的应用提供了新的思路,不仅极大地补充拓宽了紫外线技术的应用场景,而且对摩擦纳米发电机在高压应用领域的发展做出了贡献。