能源问题是现代的一个重要问题,太阳能、风能、水能等各种清洁能源被广泛研究,但诸多限制条件使得其无法广泛大规模的应用。同时随着科技的发展,现代传感器小型且高度集成的趋势越来越明显,未来大量传感器的应用使得为其供给能源的问题越来越突出。而摩擦纳米发电机可以使用常见的一些织物、木材、高聚物等材料收集平时忽略的一些机械能并转换成电能为各种电子设备提供电源。同时由于摩擦纳米发电机在低频时高效且稳定的特点使得其在自驱动传感器方面也有广泛的应用,相比较其他的方法,其灵敏的电学信号和十分低廉的成本具有独特的优势。摩擦纳米发电机是近年来兴起的国际研究热点,它主要由两个摩擦层和摩擦层背面的电极组成,利用摩擦起电效应和静电感应效应的相互作用产生了电学输出,为解决新能源问题和现代信息科技发展提供了全新的途径,其具有成本低、高效和环保等优点。本课题主要包含两个工作。首先是将摩擦纳米发电机和气辅静电纺丝结合,使用自行制作的滚筒摩擦纳米发电机作为气辅静电纺丝的接收器和高压电源。滚筒摩擦纳米发电机具有较高的电学性能输出,其开路电压、短路电流和转移电荷量分别为2600V、78.7μA和1.15μC,但为了给气辅静电纺丝系统提供高压电场,在摩擦纳米发电机输出端连接了一个增压整流电路,并将摩擦纳米发电机的开路电压提高到6250V左右。同时使用气辅静电纺丝系统制备了微观形貌优良的聚乙烯醇、聚氧化乙烯和聚丙烯腈纳米纤维,其纤维直径为500nm到1μm,并将这些纤维作为摩擦层制备成接触分离式摩擦纳米发电机进行测试,其开路电压、短路电流和转移电荷量分别为52-59V、5-7μA和30-35n C,纳米纤维的微观结构表征和其电学性能表征都证明了这套纺丝系统是可行的,且有着节能和高效的特点。其次研究探讨了摩擦纳米发电机的摩擦层结晶度对摩擦纳米发电机电学性能的影响规律。此工作使用静电纺丝法制备高聚物纳米纤维薄膜,在压膜后通过采用不同温度的热处理来改变其结晶度,之后制成接触分离式摩擦纳米发电机并测试电学性能输出。采用扫描电子显微镜、红外光谱、差示扫描量热法和X射线衍射法等现代分析技术表征了高聚物纳米纤维薄膜。为了讨论这个规律,分别使用了聚甲醛、聚丙烯腈和聚乙烯醇三种高聚物的纳米纤维薄膜作为摩擦层,当使用聚甲醛作为摩擦层时接触分离式摩擦纳米发电机的开路电压、短路电流和转移电荷量分别为33-59V、4-7μA和15-25n C,当使用聚丙烯腈作为摩擦层时接触分离式摩擦纳米发电机的开路电压、短路电流和转移电荷量分别为28-67V、1-5μA和10-29n C,当使用聚乙烯醇作为摩擦层时接触分离式摩擦纳米发电机的开路电压、短路电流和转移电荷量分别为38-74V、3-6μA和13-32n C,并且由于不同温度热处理后的高聚物薄膜具有明显的结晶度变化,可以从结果对比中发现由高聚物薄膜制作的摩擦纳米发电机电学性能随着高聚物薄膜的结晶度变大而提高。