如今环境问题、能源问题正日益严重地成为全人类面临的重要难题。为解决环境中有害气体污染问题,研究有害气体检测的气体传感器技术是一条重要途径,而能无需外部供能、成本低、高灵敏、无污染的自供能传感器的研究便十分具有现实意义。本文制备了两种可自主供能、成本低廉、体积小重量轻、柔性、一体化、绿色环保的自供能NO₂气体传感器。主要内容如下:结合有限元仿真分析软件Comsol,对纳米摩擦发电机的发电机理、应用于气体传感器领域的气敏响应机理进行了模拟分析,为纳米摩擦发电技术在气体传感器领域的应用阐明了理论基础。依据收集流动气体的动能的需要,选择了伸缩性良好的乳胶膜材料及与之摩擦电极性差异较大的尼龙材料作为纳米摩擦发电机的摩擦层材料,通过喷涂的工艺在尼龙薄膜上制备气敏薄膜。设计搭建了能模拟气体流动过程,为自供能传感器提供气流动能的测试平台,详述了测试方法。研究并制备了一种基于肺泡仿生结构的自供能NO₂气体传感器,该传感器利用乳胶薄膜在气压的作用下膨胀收缩的特性,采集流动气流的动能产生纳米摩擦发电机接触-分离的过程,从而为传感器气体检测过程供能,实现无源气体检测的目标。通过实验对比四种基于WO₃材料的敏感材料,最终选定了碱处理的WO₃材料,传感器在测试中表现出良好的气敏性能,当NO₂浓度为100ppm时,对应的响应度达到了732%。同时,在五种气体的选择性测试中,传感器对NO₂气体的响应高于其它气体65倍以上,表现出良好的选择性。此外,不同温度、湿度条件下,温度、湿度条件的改变对传感器性能的影响较小。在两个月的稳定性测试中,输出-输入特性曲线依旧保持着很好的线性度。研究并制备了一种非接触式自供能气体传感器,同样选用碱处理的WO₃作为传感器的敏感材料。它由一个内侧制备有敏感薄膜的乳胶气球及一个空心镀有铜电极的正方体外壳组成,利用乳胶气球膨胀收缩过程中与铜电极距离的改变感应出交变电势差,以实现自供能气体检测。当NO₂浓度为100ppm时,传感器的响应达到340%,且对NO₂气体的响应高于其它测试的气体7倍以上,表现出较高的选择性。该传感器在工作过程中气敏薄膜不与摩擦层相接触,在工作过程中产生的损耗较小。在两个月的稳定性测试中,传感器表现出不错的稳定性。