近年来,随着人类科技革命的快速发展,对于能源存储的研究变得越来越重要,但目前便携式的储能技术主要由电池完成。人们需要适时寻找电池的位置、更换电池以及检测电池是否正常工作。在这种情况下,一种可能的解决方案就是转化电子器件所在环境中的能量为电能。摩擦纳米发电机（TENG）作为一项新兴的能源转化技术,已被证实了可以将环境中低频的、杂乱的、分布的机械能转化为电能。TENG具有材质选用范围广、制造工序简便、灵敏度好、稳定性强等优点,可应用领域广泛,包括微纳能源、自供电传感器等,且易与其他能量收集技术集成。为了缓解能源危机,本文研究了基于TENG的热能收集系统和健康监测系统,验证了收集低品位热能驱动无线温度传感网络和自供电健康监测如跌倒警报、睡眠评估的可行性。主要研究工作介绍如下:（1）低品位热能是一种广泛存在的能源,通过有效的能量收集技术来获取这种能量至关重要。基于形状记忆合金（SMA）热机,我们提出了一种新型低品位热能收集系统。环形SMA嵌在两个圆轮中,当高温轮处的SMA被加热并拉直时,由于圆轮的束缚,圆环只能绕着圆轮旋转。从红外探测、传热模拟和受力分析三个方面研究和分析了SMA热机变形和旋转的工作原理。此外,在低温轮两侧设计了一种由氟化乙烯丙烯共聚物软膜及铜叉指电极构成的独立层旋转摩擦纳米发电机和电磁发电机,分别产生高电压295V和大电流14.5 m A。得益于二者312.5μW和4.3 m W的功率输出,两个器件并联时可以在140 s内能将4.7μF的电容快速充电至6.4?V。此外,该系统成功驱动了一些小型电子设备和自供电的无线温度传感器网络,有望成为一种可靠、有效的大规模低品位热能采集装置。（2）对于实际用电的器件,例如传感器等,可以通过设备自供电的方式进一步改善能源短缺的现状。针对上述问题,我们提出了一种基于双通道摩擦纳米发电机的智能可穿戴传感器（SWS）,用于实时自供电健康监测系统。SWS由电负性相差较大的聚四氟乙烯和铁球分别作为两个摩擦层。SWS可以灵活佩戴,将机械触发如踏步、行走、跑步和跳跃等转换为电输出信号。随着运动状态的逐渐激烈,电压的频率和峰值也随之增大,最高可达到10.0V的电压输出,SWS可以精确、持续地监测和区分各个运动状态。基于SWS,在无需外部电源供应的情况下构建了一个跌倒报警系统和一个睡眠质量评估系统,在遇到紧急情况时及时提醒家庭成员或医生。这有效降低了传统传感器对能源供应的依赖,对改善能源短缺意义重大。