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2012年，王中林教授团队发明了一种成本低、制备简单、转换效率高的能源转换技术——摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator，简称TENG)。自发明以来，TENG的基础研究和技术应用都取得了飞速的发展，并被用来收集不同形式的机械能。这些能量形式包括人体运动、振动、风能、水能等。同时，TENG和可植入器件及可穿戴器件结合引起了广泛的研究兴趣，因为它可以为这些器件提供能量。但是，在TENG的各种工作环境中，细菌污染是必须要考虑的问题，因为细菌污染会对使用者带来健康危害。同时，作为一种清洁、高效的能源，TENG有必要在环境污染的治理中发挥应有的作用。基于此，我们研究了TENG在雾霾去除和抗菌方面的应用。本文主要包含以下几个方面。 1)在第一章，通过熔融共混的方法将具有优异抗菌性能的载银沸石颗粒(Ag-zeolite)和热塑性材料聚丙烯(PP)混合，制备成两种材料的复合薄膜。通过X射线衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段的表征，证明了载银沸石颗粒均匀的混入聚丙烯之中。复合薄膜被用于组装单电极模式的TENG，经过测试，发现该具有抗菌性质的复合薄膜摩擦纳米发电机(ACF-TENG)相较于纯聚丙烯薄膜的摩擦纳米发电机的开路电压、短路电流和转移电荷量分别提高了193.3％，225.4％，和233.3％。由于载银沸石中含有银，该ACF-TENG能够有效杀灭大肠杆菌和真菌。将其应用于鞋垫中，该ACF-TENG能有有效杀灭脚气真菌并且可以作为能量源点亮发光二极管和对电容充电。这类复合薄膜摩擦纳米发电机将在自主医疗和健康电子领域有广泛的应用前景。 2)在第二章，我们发展了一种旋转式摩擦纳米发电机(R-TENG)增强的聚酰亚胺(PI)纳米纤维空气过滤器用于雾霾去除。静电纺丝的PI米纤维薄膜对直径大于0.5微米的雾霾颗粒有很高过滤效率。通过连接R-TENG，该R-TENG的开路电压约为480V，该空气过滤器的效率得到了提高，特别是对直径小于100nm的雾霾颗粒。过滤效率在33.4nm处达到最高，为90.6％。效率提高最多的是在76.4nm处，效率从27.1％提高到了83.6％，增长率达到207.8％。该项技术具有零臭氧、低压降的优势，为空气净化和雾霾处理提供了一种途径。 3)在上一章，我们制备了一个R-TENG增强的PI纳米纤维空气过滤器用于雾霾去除。但是，只有一层带电的PI纳米纤维薄膜不能提供足够高的去除效率用于去除超细颗粒物质。而超细颗粒对人们健康的危害更大。此外，细菌等微生物对人们的危害也没有考虑。在本章中，我们发展了一种R-TENG增强的具有杀菌性质的多层PI纳米纤维薄膜空气过滤器，用于高效去除空气中的超细悬浮颗粒和细菌。跟单层的PI纳米纤维过滤器相比，它能去除所有直径大于0.54μm的颗粒，对小于0.54μm的颗粒过滤效率也有提高。连接R-TENG(开路电压480V)后，对超细颗粒的过滤效率进一步增强。对超细颗粒物的最高去除率为94.1％，对应的颗粒物直径为53.3nm，平均去除率达到89.9％。虽然增加了层数，但PI纳米纤维薄膜的每层厚度都减小了，因此，过滤器的总压降不但没有增加，反而是减小了。此外，因为PI纳米纤维膜含有少量的银纳米颗粒，因此，具有很高的抗菌活性，能够过滤和杀死空气中的细菌，为人们的健康起到更大的保护作用。 4)在本章中，我们开发了一种基于管道中粒子输运的粒子传输摩擦纳米发电机(PT-TENG)。利用该PT-TENG测试粒子的质量流量，并进行爆炸预警。在粒子通过一个粒子的条件下，可以得到粒子的运动速度。当粒子连续传输时，PT-TENG可以作为一个自驱动探测器来检测颗粒物的质量流量。在输送管内外均可安装该质量流量检测器。PT-TENG也可以作为充电容器和点亮发光二极管的电源。此外，基于PT-TENG开发了一种自驱动爆炸早期预警装置，在安全生产中将有广泛应用前景。