随着可穿戴电子产品的快速发展,摩擦发电机因其可以将外部机械能转换为电能供电子产品应用而成为研究热点。目前,如何制备具有更好的便携性、柔性、可穿戴性的高性能发电机成为人们研究的主要方向。基于此,我们通过两种实验方案制备了不同结构的摩擦纳米发电机（TENG）。方案一,将细铜丝按照一定的间距均匀的排列在双导电铜箔胶带表面,自主设计制备具有凹凸结构的纳米纤维接收装置。首先,取其中一块接收装置在其表面纺制聚氨酯（PU）纳米纤维,再取另一块接收装置在其表面纺制掺杂氮化硅驻极颗粒的聚偏氟乙烯（Si₃N₄ doped PVDF）纳米纤维,获得两种具有波形结构的纳米纤维膜,组装制成高性能波形驻极摩擦纳米发电机（HW-TENG）,并对其形貌与性能进行表征及测试。结果显示,HW-TENG的表面纳米纤维与支撑材料之间紧密贴合形成凹凸分明的微波状结构。通过输出性能结果,证明了掺杂Si3N4与制作波形结构的HW-TENG较普通平面膜发电机电输出性能提高3倍左右,其中原因一是纳米纤维中掺杂Si3N4纳米驻极颗粒,提高纳米纤维储存电荷能力;二是纳米纤维波形膜表面结构增加了纤维层之间的有效接触面积。除此之外,进一步对HW-TENG进行了一系列的应用测试,结果表明HW-TENG具有将机械能转化为电信号随即反馈的灵敏性能,收集机械力值范围较广,以及多次循环测试表现出良好的循环稳定。最终连接电路点亮LED小灯泡,说明在机电转化为低耗电子产品供能具有较大的应用潜能。方案二,利用共轭静电纺丝技术以铜丝为芯纱材料分别制备了PU纳米纤维包芯纱和Si₃N₄ doped PVDF纳米纤维包芯纱两种,进一步通过纺织编织技术设计构建掺杂Si₃N₄驻极粒子且具有接结结构效果的双层织物摩擦纳米发电机（NFDT@TENG）。其中织物上层由Si₃N₄ doped PVDF纳米纤维包芯纱编织而成,呈负电性,下层为PU纳米纤维包芯纱编织而成,呈正电性,进一步研究了NFDT@TENG处于不同状态下的开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、敏感性能、可洗性和循环性能等。通过外部机械力作用时,两织物层接触摩擦,将外部机械能转化为电能,Voc、Isc峰值最佳分别达到71 V、0.7μA,瞬时输出电能达到56μW。且测试发电机在经过150000次循环后,其电输出性能几乎保持稳定,由此表明NFDT@TENG具有输出稳定性。这种发电机显示了优异的电输出电性能,灵敏性,可收集不同条件下的外部机械力,并具有良好的可穿戴性、可编织性、可清洗性、循环应用性能。由于其制作方式简单,价格低廉,服用性高,收集范围广等特点,使其在低耗可穿戴电子产品的供电设备应用中具有巨大的应用前景。除此之外,将发电机分别与整流器、商用电容器、LED小灯泡相连接,对其实际应用性能做出进一步研究。本研究方案显著提高了TENG的输出性能,极大地促进TENG在自供电可穿戴纺织品中的应用性能。其中方案二较方案一更具有可穿戴的实际意义。