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摩擦纳米发电机是一种革命性的能量收集技术。它基于摩擦起电和静电感应的基本物理原理，能够有效地将我们日常生活中随处可见的机械能转换为有用的电能。这种技术为可持续能源和自供电电子设备开辟了新的可能性。
摩擦起电是摩擦纳米发电机的核心物理原理。当两种不同的材料相互接触时，由于材料表面原子对电子的束缚能力不同，电子会从一种材料转移到另一种材料。分离后，失去电子的材料带正电，获得电子的材料带负电，从而形成了电荷分离现象。
静电感应是摩擦纳米发电机发电的关键机制。当带电的摩擦表面靠近导体电极时，会在导体中产生感应电荷。导体的一端聚集负电荷，另一端聚集正电荷，形成电势差。通过连接外部电路，这些感应电荷就能形成电流，实现机械能到电能的转换。
摩擦纳米发电机有四种基本工作模式。垂直接触分离模式是最常见的，两个摩擦层垂直接触后分离，产生周期性的电荷变化。滑动模式则是摩擦层相对滑动，改变接触面积来产生电信号。还有单电极模式和自由层模式，它们各有不同的应用场景和优势。
摩擦纳米发电机的应用前景非常广阔。在可穿戴设备领域，它可以为智能手表、健康监测器等提供持续电力。在物联网应用中，TENG可以为无线传感器网络提供自供电解决方案。此外，它还可以用于收集环境中的振动、风能等机械能，为偏远地区的电子设备供电，推动可持续能源技术的发展。