由于摩擦纳米发电机的电学输出较高，所以近几年来在机械能收集和自驱动传感领域的应用更为广泛。起初，摩擦纳米发电机中所使用的材料大多是传统的商用聚合物材料，但是这些材料毕竟数量有限，所以后来通过材料的表面改性，复合材料以及新型材料的制备，越来越多的材料被应用到摩擦纳米发电机中，输出功率得到提高的同时应用范围也得到了拓宽，而且通过材料的改性和制备还有助于揭示接触摩擦起电效应的本质。　　本论文主要通过改变材料表面电荷密度和制备聚合物基压电复合材料这两个方面来制备高性能摩擦纳米发电机。PET(polyethylene terephthalate)薄膜的表面氟化改性，PZT(piezoelectric ceramic transducer)陶瓷片以及新型驻极体材料的制备是通过改变材料表面电荷密度来调制摩擦发电机的电学输出，而制备基PDMS(polydimethylsiloxane)与BTO(Bi4Ti3O12)的纳米复合材料则属于通过与压电效应进行耦合来改变摩擦发电机的电学输出。现将四个工作分别介绍如下:　　1.通过运用含氟自由基在等离子体状态下对PET膜进行刻蚀处理，第一次制备得到了机械性能优异而且摩擦起电性能良好的PET表面改性材料，这种方法简单有效，易操作而且可以实现大规模的制备。表面改性后的PET材料能显著提高接触摩擦后的表面电荷密度进而提高制备的摩擦发电机的电学输出，结果甚至优于目前已知的聚合物中接触摩擦后带负电能力最强的PTFE(polytetrafluoroethylene)材料。通过原子力显微镜测量改性后PET的表面粗糙度，扫面开尔文探针显微镜测量接触摩擦后的表面电势以及XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)测量改性PET表面化学元素的组成证明了摩擦表面电荷密度的提高是表面纳米尺度的物理形貌的改变和表面化学组成元素的改变尤其是氟元素的引入共同作用导致的果。所以我们的工作提供了一种普适的表面氟化刻蚀改性的新方法来提高摩擦纳米发电机的电学输出。　　2.我们基于无机铁电材料PZT制备出了一种高性能自驱动型紫外光探测器，该探测器的工作原理是基于PZT的光电效应和PZT表面的摩擦起电效应，紫外光照射到PZT上后，自驱动传感器的短路电流下降90％。该紫外光探测器的响应度为15mA W-1，响应时间低于50ms且探测能力可达2×1010Hz-1/2W-1，均优于以往报道的基于铁电材料的紫外光探测器，而且具有极好的稳定性和可重复性。　　3.首先，我们将50μm厚的驻极体PTFE膜进行了高压电晕处理，然后将其组装成驻极体-摩擦纳米发电机，测量得到的两电极间电荷转移量和短路电流分别可达320nC和220μA，均远远高于相同尺寸相同类型的其他材料制备的摩擦纳米发电机，然后将此驻极体-摩擦发电机与新型的纤维超级电容器组装成自驱动供能系统。在此工作的基础上我们基于传统的驻极体材料PTFE膜制备出了浸水后表面电势可以恢复的新型驻极体材料。制备方法是在表面改性后的PTFE膜表面刮涂一层掺杂了PTFE纳米颗粒的PDMS复合材料层，在PDMS未固化时进行电晕处理然后在75℃温度下放至完全固化。这种新型的驻极体不但在空气中放置30天表面电势几乎不变化，而且浸泡在去离子水取出后表面电势也可恢复至初始值的88％。用这种新型驻极体材料制备的驻极体-摩擦发电机不但电学输出高而且发电机浸水后其输出也可以恢复至初始值的90％以上。在外力作用下经过10s该驻极体-摩擦发电机就可以驱动无线传感器正常工作。　　4.我们用PTFE纳米颗粒，BTO纳米颗粒和MW-CNT(multi-walled carbon nanotubes)分别与PDMS基底进行均匀掺杂制备出了三种柔性纳米复合材料。基于这三种复合材料我们制备了一种仅通过两个电极就将压电发电机和摩擦发电机耦合到一起的柔性耦合型纳米发电机，耦合型纳米发电机提高了单一发电机的电学输出。尺寸大小为2.5×2.5cm2的耦合发电机开路电压和短路电流分别可达280V和25μA，均高于以往报道的压电-摩擦耦合型发电机。此外，这种耦合发电机的能量转化过程是压电发电和摩擦发电机理共同作用的结果。在不同的外力作用下可以单独得到压电输出，摩擦输出和两者的耦合输出。同时，由于BTO是一种铁电材料，所以极化方向和掺杂含量是两个影响发电机输出的主要因素。最后，该压电-摩擦耦合纳米发电机可应用于收集人体运动过程中的各种生物机械能，比如人手臂的弯曲和行走的过程中的能量。