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摘要
摩擦纳米发电机具有结构简单、适用性广的优点，近年来是热门的研究内容。但在实际应用中，摩擦纳米发电机仍面临诸多技术难题：传统摩擦纳米发电机的能量来自摩擦产生的电荷，但摩擦过程中产生的热量会转换成内能，这极大程度降低了能量转换效率，且容易损耗摩擦层材料，进而影响摩擦发电机的耐久性；由于物理接触的摩擦力存在，其机械结构需要较大的外界驱动力，当外界只有较为轻微的机械晃动(如人走路)时，难以有效驱动相应的机械结构，无法实现高频操作；由于摩擦力和器件输出能力均与器件的摩擦面积成正比，因此多层堆叠的器件会随着有效面积的增大而难以驱动。该文基于可编程摩擦纳米发电机的原理，提出了一种晃动式脉冲发生器，通过摇晃小尺寸的器件可实现百伏级的脉冲电压输出。即使器件的摩擦层材料相同，如聚四氟乙烯薄膜，仍能实现较高的电压输出，且摩擦层不需要接触式摩擦，可将器件的摩擦能量损耗最小化，降低驱动器件所需的能量阈值，提高能量转化效率。
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