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随着智能产品的蓬勃发展,可穿戴电子设备表现出替代传统电子产品的巨大潜力。目前可穿戴电子设备仍然采用传统电池供电,然而其存在体积大、续航时间短、更换频繁及环境污染等问题,限制其进一步发展和应用。解决这一问题的策略通常是将轻便高效的能量收集器和能量存储装置组装成自充电系统并用其驱动可穿戴便携设备;或是实现可穿戴电子设备的自我供电,如主动式自驱动传感器。人体运动产生的机械能具有持续不断、不受天气影响、环保等优点,并与可穿戴设备的工作环境相匹配。因此,将机械能收集器应用于自充电系统中将更加便捷与高效。相比于其它机械能收集器,摩擦纳米发电机具有输出大、效率高以及稳定性好等优势,但是,它在收集人体运动产生的机械能的过程中会产生拉伸、扭曲、弯折等多种形变,从而导致器件结构被破坏。所以,如何开发柔性摩擦纳米发电机从而有效解决该问题是本论文的第一研究要点;由于人体的运动不规律,摩擦纳米发电机的输出大小和频率也不稳定,并且其峰值输出特性也不能直接驱动电子设备,因此需要将其产生的电能储存到电容器中从而作为电源。所以,设计一种集成二者的自充电系统并用其驱动可穿戴电子设备是本论文的第二研究要点;另一方面,柔性摩擦纳米发电机的电输出信号（包括电压、频率等）可以反映机械接触的信息（幅度和压强）,因此,如何利用柔性摩擦纳米发电机作为自驱动传感器应用于压强检测、运动传感等领域是本论文的第三研究要点。基于以上研究要点,本论文从摩擦材料和电极出发,优化了柔性摩擦纳米发电机的结构,并对其在自充电系统和自驱动传感器上的应用做了进一步研究。主要研究结果如下:（1）制备了一种基于PEDOT:PSS液体电极的可拉伸摩擦纳米发电机（PL-TENG）。与传统脆性的金属电极相比较,PEDOT:PSS液体具有流动性、连续性以及耐形变等优点。所制得的PL-TENG在横向拉伸、扭曲、弯折、纵向拉伸等形变下都可以正常工作且输出稳定,这说明PL-TENG可以有效地收集人体不同类型运动产生的机械能,如腰身弯曲、旋转、按压等。当运动频率为2.5 Hz时,PL-TENG的短路电流、开路电压和电荷转移量分别为24.9μA、247.1 V和87.5 nC。经演示证明,PL-TENG可以直接驱动LED。在2 Hz的运动频率下,PL-TENG大约需要510 s（9 min）就可以将22μF的电容器充至2 V,并用其驱动可穿戴电子手表。（2）构建了一个超轻型的柔性自充电系统,其包括基于静电纺丝纤维网状膜的摩擦纳米发电机（EP-TENG）作为能量收集器;基于静电纺丝纤维网状膜的超级电容器（EP-SC）作为能量存储器件。在8 Hz的运动频率下,EP-TENG的短路电流、开路电压、电荷转移量和最大平均功率密度分别可以达到约11.3μA、98.6 V、31.1 nC和18.4 mW/m2。在EP-SC中,碳纤维网状膜的对应质量比电容和能量密度分别可以达到150 F/g和48 J/g,这表明EP-SC可作为一个有效的柔性电能存储器件。进一步地,三个并联的EP-TENG与三个串联的EP-SC整合后,可成功构建全柔性自充电系统,其优势在于两种组分都具备轻质、低成本、柔性、便携/可穿戴的特点。在5 Hz运动频率下,该系统将EP-SC两端的电压从0充到2 V大约需要2150 s（36 min）,之后可以有效地给电子表和计算器供电。（3）制备了一种可拉伸透明的基于褶皱结构PEDOT:PSS薄膜电极的摩擦纳米发电机（WP-TENG）。其中,褶皱状PEDOT:PSS薄膜电极的电导率和透明度的最优值分别可以达到0.14 kΩ/□和90%。经演示证明,褶皱状PEDOT:PSS薄膜电极在驱动LED电路中可以取代传统铜导线电极。在2.5 Hz运动频率下,WP-TENG产生的短路电流、开路电压和电荷转移量分别为22.6μA、180.1 V和75.3 nC。WP-TENG可作为自驱动触觉传感器,当外接电阻为100 MΩ时,其响应时间约为227 ms（接触过程）和35 ms（释放过程）。当压强从2 kPa增加到60 kPa时,WP-TENG的压强灵敏度为0.08 kPa-1。进一步地,组装的触觉传感器阵列可用于绘制触摸位置或记录与传感器接触物体的形状。最后,WP-TENG具有自驱动人体监测功能,可以记录关节弯曲频率和角度,如手肘、膝盖和手臂肌肉。