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摩擦起电现象广泛存在于自然界中,各类物体都可能由于移动或摩擦而出现带电的现象。然而,摩擦起电效应一直被认为是一种会给人类生产和生活带来危害的负面效应;事实上,随着对其深入的认识和了解,这种效应已经逐渐服务于人类的生产生活。基于摩擦起电与静电感应效应的耦合作用,摩擦纳米发电机这一概念于2012年被首次提出,其具有将日常生活中普遍存在但经常被浪费的微小机械能转化为电能的功能,因此被广泛应用于自驱动传感、蓝色能源、可穿戴电子等领域。此外,由于材料选择范围广、重量轻、成本低、种类多等众多优势,摩擦纳米发电机已经在不同的系统中得到应用。更重要的是鉴于摩擦纳米发电机高电压、低电流的输出特性,使得摩擦纳米发电机成为便携式高压电源的新选择,且具有较高的安全性。为了充分发挥和利用摩擦纳米发电机的优势及其高压输出性能,更广泛和深入的研究显得尤为重要。本文主要的研究内容如下:（1）制做了一种转盘式的摩擦纳米发电机（RD-TENG）。选用具有单面粘性且耐磨性良好的聚四氟乙烯（PTFE）薄膜作为摩擦材料,通过对PTFE薄膜的表面改性来进一步提高该摩擦纳米发电机的性能。在不同转速下,开路电压(Voc)始终保持在230 V左右,而短路电流(Isc)则随转速的升高而不断增大,当转速为140 rpm时,峰值电流可达0.12 mA;当在电路中接入一个变压器降压升流后,Voc和Isc均随转速的增加而增大,在转速为140 rpm时,峰值电压和相应的峰值电流增加到11 V和1.6 mA。该RD-TENG可以提供一种低压高流的直流输出;此外,通过调节旋转电机的转速可以实现RD-TENG的输出电压和输出电流大小的改变,以便为不同需求的用电系统提供能量。（2）构建了一种自供电的光电化学水分解制氢系统并成功演示了氢气的产生及收集过程。采用自制的WO3/BiVO4异质结电极作为光电阳极,RD-TENG作为外部偏压以驱动该系统析出氢气。当转速为60 rpm时,峰值光电流为0.1 mA,而峰值暗电流仅为0,此时制氢过程只会发生在有太阳光照射下,而在黑暗条件下几乎不会发生;当转速超过130 rpm时,峰值光电流与峰值暗电流相差很小,此时,光电解水几乎与电解水同时进行。当转速达到160 rpm时,黑暗和光照条件下的H2产率迅速提高到5.45μL/min和7.27μL/min,相应的能量转换效率分别为2.46%和2.61%。该系统可以成功地实现光电化学制氢过程,为获得廉价氢能源提供了一种行之有效的方法。（3）以RD-TENG为基础成功构建了一种自供电电刺激系统,用于增强成纤维细胞的增殖和迁移行为,其中RD-TENG能够提供一个可控的交流电输出。实验结果表明,10-50μA的电流范围更有利于促进L929细胞的增殖行为。此外,细胞的迁移行为也可以通过摩擦纳米发电机的刺激来增强,50μA电流刺激下的促进率可达53.8±2.66%,且刺激后的成纤维细胞的迁移率较对照组增加了67%。再者,RD-TENG的电刺激显著上调了L929细胞增殖相关基因（Pcna）和迁移相关基因（Fgf2,Dlk1）的表达水平。该工作详细地验证了利用摩擦纳米发电机构建的电刺激系统对于细胞增殖和迁移行为的有效性,为其在组织形成、表皮细胞再生、组织重塑和伤口愈合等方面的实际应用奠定了基础。在该论文中含有图46幅、表8个以及参考文献156篇。