文 献 综 述 柔性纳米发电机在近年来受到了学术界和产业界的广泛关注，这是一种能有效将机械能转换成电能，并在驱动低功率个人电子设备和自供电传感器领域有着巨大潜力的新型发电机。

相对传统发电机而言，纳米发电机的灵活性和可拉伸性使其在柔性/可拉伸电子、有机光电子和可穿戴电子领域具有重要的研究意义。

纳米发电机可以广泛应用于化学-生物传感器、机器人、微机电系统（MEMS）、环境保护、国防安全和人工智能等各个领域，并在不受外界环境影响下，稳定持续地提供能量，驱动可移动电子设备，既避免了传统电池对环境的污染和对健康的危害，同时对经济的可持续增长和生活质量的提高都具有重要意义（如图1所示）[1]。

纳米发电机在机械能收集方面的研究进展，主要包括两个关键技术：柔性压电纳米发电机（PENG）和柔性摩擦纳米发电机（TENG）。

图1.纳米发电机的三个主要应用领域 压电纳米发电机（PENG)是2006年由美国佐治亚理工学院王中林课题组首先在原子力显微镜下研制的将机械能转化为电能的纳米发电机[2]。

在这一工作中，利用竖直生长的氧化锌纳米线的压电效应，将原子力显微镜输入的机械能转化为电能，同时利用原子力显微镜的导电探针向外界输电，完美地实现了纳米尺度的发电功能；2009年，他们课题组设计和制造出了基于竖直/水平氧化锌纳米线阵列的多层/多排交流发电机,将发电系统的输入电流密度提高到了18 nA/ ，输出电压提高到了1.26 V，接近并达到传统电池的输出电压，这一突破为纳米发电机在传统电子元件中的应用提供了可行性方案[3]，极大地推动纳米发电机在便携式电子产品中的实际应用；2010年,王中林团队成功用这一纳米压电发电技术驱动了市场上购买的半导体激光器、LED和液晶LCD等电子元件[4, 5]，展示了以纳米发电机为基础的可持续性自驱动电源商业化应用的广泛前景；2011年，压电纳米发电机的输出电压达到50 V，电流高达100 A，可以直接用来驱动一般的小型电子产品[6]。

摩擦发电机是2012年由王中林教授课题组首次提出，利用摩擦起电和静电感应的原理，成功研制出柔性摩擦电发电机以及基于该原理的透明摩擦电发电机兼高性能压力传感器[7, 8]。

摩擦电和静电现象是一种非常普遍的现象，存在于日常生活中从走路到开车等各个层面。

由于它很难被收集和利用，往往是被人们所忽略的一种能源形式。

整个摩擦电发电机依靠摩擦电电势的充电泵效应，将两种镀有金属电极的高分子聚合物薄膜#8212;聚酰亚胺(Kapton)膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜贴合在一起组成器件，在外力作用下器件产生机械形变，导致两层聚合物膜之间发生相互摩擦，从而产生电荷分离并形成电势差。