随着电子信息技术的快速发展,以微纳电子器件为核心的可穿戴电子设备、人工智能、物联网等高新技术逐渐走入人们的日常生活之中。考虑到传统电池容量有限、需要频繁维护等内在缺陷,构建可长期稳定运行、便携、多功能的自驱动系统是大数据时代下对电子设备提出的必然要求。纳米发电机,作为一种能够将机械能高效转化为电能的新兴微能源技术,因其具有结构简单、材料选择多样、易于移植、机电转化效率高等众多独特优势,在实现微纳电子器件的长期稳定供能方面展示了巨大潜力。然而,如何将纳米发电机与传感系统有效结合,实现在无外接电源的情况下对外界环境信息变化的有效传感和反馈,也就是构建出自驱动传感系统,在人体运动监测和环境监测等众多领域将具有重要的研究价值。基于此,本文设计并研究了基于层级微纳褶皱结构的摩擦纳米发电机,并作为高性能自驱动压力传感器实现了外部压力的高灵敏和宽范围感知。之后将自愈合特性与纳米发电机相结合,制备了具有自愈合性质的摩擦纳米发电机和全自愈合压电纳米发电机,开发出了可自愈合的自驱动压力传感器。此外,本文还利用聚苯胺纳米结构开发了基于摩擦纳米发电机的自驱动氨气传感器,证明了摩擦纳米发电机作为自驱动气体传感器的可行性;最后通过构建三维多孔结构进一步提升基于摩擦纳米发电机的自驱动氨气传感器的传感性能。本文的主要研究成果如下:（1）开发了基于层级微纳褶皱结构的自驱动压力传感器。通过对比微观褶皱的结构形貌,探索褶皱结构的产生机制,即压应力通过屈曲作用而重新分布的结果。利用40000次的周期性接触分离测试,展示出基于PDMS/Zn O NWs层级微纳褶皱结构的摩擦纳米发电机作为自驱动压力传感器的高稳定性。同时作为高性能的自驱动压力传感器,本工作中的压力灵敏度可分为两个区域:低压力区（＜25 k Pa）灵敏度为4.14V/k Pa和高压力区（25-476 k Pa）灵敏度为0.245 V/k Pa。相比基于褶皱结构的自驱动压力传感器,在Zn O压电势和粗糙表面的辅助下,这两个区域的压力灵敏度分别提高了2.91倍和3倍。最后,将自驱动压力传感器用于监测多种类型的人体运动。（2）将层级褶皱结构与自愈合柔性衬底相结合,制备得到了具有层级褶皱结构的自愈合摩擦纳米发电机。控制氧化锌的溅射时间和水热法生长氧化锌的时间,最终制备的摩擦纳米发电机的输出信号在83.8 V和6.03μA。通过多次切割和修复循环测试电学性能,进一步验证柔性衬底突出的自愈合效果和器件作为自愈合自驱动压力传感器的稳定性、可行性。最后将器件与人体摆臂运动相结合,有效监测人体摆臂运动。（3）提出全自愈合压电纳米发电机的概念,设计并制备了具有高效自愈合特性的压电纳米发电机。以PZT压电陶瓷颗粒作为压电材料,PDMS-IU-MPU作为自愈合材料的主体,银纳米线交联网络作为电极。纳米发电机中PZT在70 wt%质量比的条件下达到最大输出,电压电流分别是3.2 V和56.1 n A。并且在自愈合后仍能够保持90%以上的输出效果。最后组装为9宫格传感阵列作为仿生电子皮肤自驱动压力传感器,实现对不同受力部位点、受力大小的监测。（4）基于聚苯胺纳米结构的摩擦纳米发电机,设计并制备了一种自驱动氨气传感器,其中摩擦纳米发电机的输出电压和电流分别是41 V和0.2μA。作为自驱动氨气传感器,在室温环境下可以实现对最低浓度为20 ppm的氨气进行监测;在20-1000ppm氨气浓度内,灵敏度约为0.046%/ppm。（5）为了进一步提升自驱动氨气传感器的传感性能,将含有三维多孔结构的纤维素膜与聚苯胺材料相结合,设计并制备了一种基于摩擦纳米发电机的高性能自驱动氨气传感器。工作中首先对作为摩擦纳米发电机的能量收集进行研究,实现对商用电容器的充电;随后通过器件结构设计,研究了自驱动氨气传感器的响应机理,在氨气氛围中聚苯胺材料表面得失电子能力变化、作为电极层的电子传输能力变化以及三维多孔结构的协同作用,自驱动氨气传感器获得最佳传感性能。最低检测限度为100 ppb,响应率为15.1%。其中在0.1-2000 ppm的浓度范围内,平均灵敏度为0.0405%/ppm。