得益于物联网的快速发展,许多微型电子设备以其独特的人机交互能力和出色的信息传输能力给人们的工作和生活带来了极大的便利。与此同时,这些分布广泛的电子设备的持续性供电问题也逐渐凸显出来。能将环境中广泛分布的机械能收集并转换为电能的摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerators,TENGs）,成为解决这一问题的利器。聚酰亚胺（Polyimide,PI）是一种性能优异且具有较强的得电子能力的高分子材料,常被用来作为TENG负摩擦材料,本文围绕PI基TENG做了以下研究:首先,本文对比研究了基于静电纺PI纳米纤维膜和商业PI流延膜TENG的摩擦起电性能。采用静电纺丝技术和酰胺化的方法制备了表面粗糙的柔性PI纳米纤维薄膜,并将其制备成接触分离式的TENG。在恒定压力和固定频率下,其开路电压、短路电流和转移电荷比商业PI流延膜的分别提升了近4.7、5.5和1.5倍。然后研究了PI纳米纤维膜厚度、接触分离距离和作用面积对TENG输出性能的影响。结果表明,当PI纳米纤维膜的厚度为114.1μm左右、接触分离距离为10 mm、作用面积20 cm~2时TENG的输出性能最佳,开路电压、短路电流和转移电荷分别达到235 V、22.5μA和92 n C。在摩擦层中构筑电荷传输层（Charge Transport Sublayer,CTL）和电荷储存层（Charge Storage and Barrier Sublayer,CSBL）是一种提升TENG输出性能的有效策略。为此本文采用激光诱导石墨烯技术,在PI纳米纤维膜的一侧制备激光诱导石墨烯（Laser-Induced Graphene,LIG）作为CTL,Kapton作为CSBL,构筑了具有激光诱导石墨烯电荷传输层（LIG-CTL）的摩擦纳米发电机（LC-TENG）。结果显示,当PI纳米纤维膜厚度为114.1μm、接触分离距离为10 mm、作用面积4 cm~2时,具有LIG-CTL和CSBL的TENG的开路电压、短路电流和转移电荷达到65 V、11μA和20 n C,比单层结构的分别提升了1.7、2.2和1.7倍。为了优化LIG-CTL结构参数,探究了其面积、形状、间隙对TENG输出性能的影响。结果显示,随着LIG-CTL面积的增加,TENG的开路电压、短路电流和转移电荷由65 V、11μA和20 n C上升到115 V、17μA和30 n C。相同面积不同形状的LIG-CTL所制备的TENG,开路电压、短路电流和转移电荷存在一定的差异,据此发现了CTL存在边界效应,即CTL的实际工作面积大于视觉面积。接着通过调整LIG-CTL之间的间隙研究其边界效应宽度。研究发现,随着间隙的增加,LC-TENG的输出性能先增加后保持稳定,其开路电压、短路电流和转移电荷分别由无边界时的90 V、12.5μA和25 n C增加到边界宽度为1 mm时的130V、17.5μA和40 n C,进而证明其边界宽度为1 mm。同时,研究了LC-TENG在外部负载下的输出功率密度,结果显示,当外部负载为10 MΩ时,输出功率密度最大,达到0.12 W/m~2。为了探究LC-TENG作为电源供应设备的实际输出效果,本文研究了将其作为电源设备的输出性能。结果显示,在手掌的敲击下,LC-TENG可以产生110V的开路电压和17μA的短路电流。将其作为电源设备,能够为LED、COB光源以及计算器、电容等微型电子设备供电,显示出优异的输出性能。同时,基于LC-TENG设计了一套人体运动状态检测系统,可以实现对人体运动状态的准确判断,为TENG的实际应用打下了基础。