摩擦起电现象几乎存在于任何地方和任何时间，是一种很普遍的、很古老的 现象。大概从古希腊时期开始，这个现象就几乎是每个科研工作者， 甚至是每个 人都知道的物理现象。但是，人们常常认为摩擦起电是一种负面效应，在许多情 况下人们都通过各种技术途径来回避摩擦起电。最近，美国佐治亚理工学院的王 中林教授小组发明了基于摩擦起电效应和静电感应相结合的 TENG，这种发电机能 够用来将机械能转化为电能。 TENG 作为一种能量产生单元，在其内部的电路中， 由于摩擦电效应，两个摩擦电极性不同的摩擦材料薄层之间会发生电荷转移而使 得二者之间形成一个电势差；在外部电路中，电子在电势差的驱动下在两个分别 粘贴在摩擦电材料层背面的电极之间或者电极与地之间流动，从而来平衡这个电 势差。现在，发展 TENG 技术显得非常关键也非常有必要，因为 TENG 技术是一 种非常有前途的能量收集方式，它不仅能收集大规模的能量也能攫取小尺度的能 量。利用 TENG 技术，很有可能能够解决全球能源短缺，也能够推动个人电子产 品和自驱动系统的发展。本论文中，我们设计了若干种不同结构的、不同工作原 理的、不同应用范围的 TENG。通过系统的实验和理论模拟，我们对 TENG 的工 作机制有了更深的理解，也进一步扩大了 TENG 的潜在应用范围。