自供能纳米系统是一种不需要外加电源,直接从环境中获取能量并将其转化为电能,供应功能器件的能量消耗,实现特定的功能的纳米系统。自供能纳米系统在军事侦察、环境监测、智能交通控制、人体健康监测等方面有着广泛的应用前景。由于纳米发电机可以收集环境中的杂散机械能进行发电,使用纳米发电机作为电源是制作自供能纳米系统的重要途径。随着纳米发电机的发展,近几年的研究中,人们制作了很多基于纳米发电机的自供能纳米系统,实现了对紫外光、生物分子、化学物质等的检测,并通过储能的方式实现了对信号的无线传输和定性的显示。但是,在不依赖需要额外耗电的测量设备的情况下,使用自供能纳米系统进行实时定量检测仍然有很大问题。本文围绕这个问题从提供纳米发电机的输出性能和降低自供能纳米系统的能耗两个方面进行了如下研究。首先我们使用纳米线定向法、倾斜微纳结构增强摩擦法和电荷注入法三种新的方法将纳米发电机的开路电压和短路电流分别提高到了之前的1.9、2.0、1.7倍和1.6、2.6、2.1倍。使纳米发电机在相同的环境下能够产生更多的电能,从而可以驱动耗能量更大的功能器件。同时,通过对纳米发电机结构的设计,制作出了对紫外敏感的摩擦纳米发电机和具有生物相容性的可以无线驱动的压电纳米发电机。随后,我们使用高输出的摩擦纳米发电机作为电源,制作了一种可以用亮起的发光二极管的个数指示紫外等级的自供能紫外等级探测系统;使用对紫外敏感的摩擦纳米发电机制作了一种可以利用紫外强度的自供能紫外强度探测系统;使用具有生物相容性的可以无线驱动的压电纳米发电机,制作了一种用于驱动生物体内的生物传感器的自供能生物传感系统,实现了对生物体内的传感器的自供能驱动和对传感器信号的无线传输。这些自供能纳米系统均不依赖额外的供能和储能,可以实时的进行探测,这些自供能纳米系统为基于纳米发电机的实时定量自供能探测提供了解决方案。