自驱动纳米传感器是近年来快速发展的利用纳米技术或者纳米效应进行设计,并能够收集和利用环境中的能量实现持续工作的新型传感器。基于摩擦纳米发电机的自驱动纳米传感器可以收集环境中不同形式的机械能,具有材料选择广泛、制作成本低廉、可多功能集成等优势,在移动式电子产品、自驱动微纳系统和新一代物联网等领域具有广泛的应用前景。本论文基于摩擦纳米发电机设计和构建了不同功能的自驱动纳米传感器,包括可以用于多巴胺溶液浓度检测的自驱动纳米传感器,可以为纳米传感器供电的结构性仿生摩擦纳米发电机系统,以及可用于自引发报警和定位系统的一体式自驱动摩擦纳米传感器。主要内容如下:1.通过利用多巴胺溶液和聚四氟乙烯材料之间特有的选择性作用机制,基于摩擦纳米发电机的自驱动纳米传感器被设计和构建,实现了在碱性条件下对多巴胺溶液浓度的自驱动检测。通过制备具有纳米阵列结构的聚四氟乙烯作为敏感元件和摩擦起电层,纳米传感器的检测灵敏度得到提高,多巴胺溶液浓度的检测范围为10 μM到1 mM。这种自驱动纳米传感器结构简单而且操作方便,为便携式的自驱动纳米传感器的发展提供了一种新路径。2.鉴于摩擦纳米发电机具有高电压、低电流和高阻抗的电输出特点,通过研究发电鱼电器官的结构和发电机制,结构性仿生的柔性摩擦纳米发电机系统被设计和构建。同步工作状态对多个摩擦纳米发电机组成的系统十分重要,一种系统化整合和调控的机制通过阵列式结构和调控电路设计被提出。这种结构性仿生摩擦纳米发电机系统不仅可以作为收集微纳能源的有效手段,同时也为自驱动纳米传感器的构建提供了新思路。3.根据传感器网络节点具有微型化、分布式和移动性等特点,基于摩擦纳米发电机的薄膜一体式自驱动摩擦纳米传感器被设计和构建。一体式结构具有更好的环境适应性,自引发报警和定位系统利用了电压输出作为触发信号,而硝酸纤维素薄膜被用作摩擦起电层和敏感元件。这种纤维基自驱动摩擦纳米传感器具有结构简单,成本较低和便于阵列化集成的优点,在新一代物联网建设方面有很大的应用前景。