随着智能终端的普及和医疗水平的提高，开发具有高灵敏度和优异机械性能的柔性可穿戴电子器件(FWEDs)在人体运动和健康监测方面发挥着至关重要的作用 [1] 。到目前为止，虽然已有大量的工作研究了用于可穿戴电子器件、以摩擦电纳米发电机为机理的间断自供电电源的制备，但是成熟的可穿戴电子器件以及摩擦电纳米发电机仍需要大量的研究实验使其趋于成熟。2012年，王中林教授团队首次提出该技术 [2] ，基于摩擦起电效应和静电感应效应的耦合作用将微弱的机械能收集起来。随着摩擦电纳米发电机的技术不断发展，这种技术已经大量出现在人们的生活中，时至今日，摩擦电纳米发电机已经可以与能源、传感、健康、医疗等相结合。传统的摩擦电纳米发电主要由刚性金属电极和薄膜摩擦电层组成，无法满足人机接口的多样化需求和提高发电量的突破 [3] ，而且绝大多数现有的可拉伸摩擦纳米发电机都有一个固有的局限性，即它们无法在拉伸变形下获得稳定的接触摩擦电响应 [4] 。下一代用于物联网系统和绿色能量收集的可穿戴电子产品需要具有高柔韧性、导电性和环境友好性的导电材料 [5] 。

TENG主要是由摩擦起电产生电荷，再通过静电感应产生电势差使得电荷发生转移，从而产生电流。通过周期性运动产生的电信号，将机械能转化为电能。因此，摩擦过程中材料对电子的束缚能力和材料之间的相对极性十分重要 [6] 。摩擦纳米发电机作为一种能量收集装置，被认为是一种通过形成自供能系统为物联网(Internet of Things, IoTs)的分布式电子器件供电的有前途的技术 [7] 。任何两种电荷亲和力不同的材料之间都可以发生摩擦电化。这种现象代表了摩擦电纳米发电机的基本物理原理 [8] 。

摩擦纳米发电机是收集机械能的最简单有效的方法之一 [9] ，由于其简单的结构和灵活的工作模式，在自供电传感领域具有理想的应用 [10] 。Zhao等人 [11] 研究实验发现摩擦电层表面电荷密度低是极大限制TENG输出性能的关键问题之一，于是他们提出了可以使用BiFeO3@聚二甲基硅氧烷(BFO@PDMS)复合膜作为摩擦电层以提高其性能的方法。结果表明，掺杂少量BFO颗粒可以显著提高PDMS薄膜的介电常数和表面积，从而使摩擦电层的表面电荷密度达到最大。在优化的掺杂浓度下，BFO@PDMS复合薄膜的介电常数比纯PDMS薄膜提高14.2%。基于BFO@PDMS的TENG的最大输出电压和电流分别为180V和30 μA，和纯PDMS薄膜相比分别提高了200%和500%，表明其在微电子器件中具有潜在应用。

虽然近几年TENG发展迅速，但是该研究领域的未来发展仍存在一些问题需要解决。(1) 提高TENG的输出能量：从内部看，现在很多研究通过改性材料或创建表面微纳米结构来增强接触亲密度，从而提高表面电荷密度。从外部可以优化工作环境，引入电源管理电路，例如，电荷泵送和自充电励磁是提高TENG输出功率的2种新开发的有效机制。(2) 提高材料和设备的耐久性：长期稳定性是TENG实际应用的关键问题，使用过程中，材料的磨损会导致性能的下降，可以通过设计接触式与非接触式的切换，或者通过新材料引入来提升输出性能和耐用性。(3) 降低TENG材料对环境的影响：TENG的材料大多是不可降解的合成聚合物，可能会造成环境污染，可生物降解和可再生材料却往往具有不足的摩擦电和机械性能，天然材料的探索还需进一步的研究来完善。(4) TENG的有效储能：传统的储能设备通常使用直流输入充电。鉴于TENG的脉冲输出特性，研究锂电池中脉冲驱动力作用下离子在隔离膜上的传输和扩散非常重要，这将进一步扩大TENG的应用范围。

二硫化钼(MoS₂)是一种2D材料，是当今广泛讨论的化合物之一，因为它的特殊特性使其可用于各种应用。块体材料的二硫化钼和石墨类似，是具有金属光泽的黑色固体粉末，其具有良好的化学稳定性和热稳定性。随着材料原子层数的减少，MoS₂逐渐从间接带隙过渡到直接带隙，单层原子层的MoS₂具有约1.9 eV的直接带隙。单层二硫化钼，作为一种直接带隙的二维晶体，是比石墨烯更有发展前暴的一种材料，是制造新型电子器件和光电器件的理想材料。与导电石墨烯和绝缘六方氮化硼不同，原子层厚度的MoS₂是一种直接带隙的半导体材料，为以更直接的方式制备低功耗的高性能器件提供了可能性。由于二硫化钼的带隙的这种可控性，其广泛应用于光电器件领域.因为它的特殊特性使其可用于各种应用。

金属有机框架(MOFs)是通过金属离子节点与有机配体通过配位键而自组装而成 的化合物。自Yaghi小组在1990年代首次定义这材料以来，它已成为化学和材料界的热门话题 [12] 。而金属节点和有机配体搭配纷繁多样，已构建出超过20,000个MOFs，均可呈现出高的比表面积和孔隙率，可调的孔径结构等特点 [13] 。因此MOF广泛应用于气 体存储和分离、传感器、催化、质子传导、药物输送等。ZIF-8便是MOFs中的一种，它是一种类沸石多孔材料，具有由锌离子和咪唑连接体组成的周期性网络结构。它因其大的比表面积、高孔隙率和分散的活性中心而被研究，并已成功应用。基于ZIF-8和MoS₂展示出各自的种种优势，为了提高由此制备的TENG的工作效率，本论文采用了ZIF-8在MoS₂上原位生长形成的ZIF-8@ MoS₂纳米颗粒，并基于ZIF-8@ MoS₂纳米颗粒制备出TENG，然后以多种测试方法对其进行形貌分析，最后利用铜箔代替皮肤进行电测量，并对它的开路电压和短路电流等进行电化学性能测试。

综上所述，二维ZIF-8@MoS₂/PDMS复合膜被用作高效的TENG电材料，可以有效地增加TENG的输出性能。在掺入ZIF-8@MoS₂后，制得的TENG最大峰值开路输出电压(V_oc)和短路输出电流(I_sc)分别可以达到近194 V和6.2 μA。随着电阻的增加，输出电压也随之增加，在电阻为10³MΩ时，输出电压可以达到180 V，其输出功率峰值也远远高于纯PDMS制备的TENG，这表明了基于ZIF-8@MoS₂/PDMS复合膜制作TENG的可行性。此外，在1 Hz至10 Hz不同频率下的短路电流下，短路电流随着频率的增加而增加，在10 Hz时，产生的短路电流约为6.2 μA。开路电压也随着频率的增加而增加，在10 Hz时，产生的开路电压约为194 V。在人们近几年的努力之下，基于二维材料制备复合薄膜用于可穿戴电子器件的进步很大，由于MoS₂良好的化学稳定性和热稳定性以及二维层状半导体的特性，以及ZIF-8作为MOFs中具有高的比表面积和孔隙率，可调的孔径结构等特点的一种，使得它们制成的TENG载流子迁移率提高，进而在攻丝频率增加时使得电荷传输也得以加快。在TENG的使用中ZIF-8以及MoS₂之间形成异质结，减少催化剂光生电子和空穴的复合，并提高光生电子和空穴的分离效率，使其输出功率大大提升。这项研究为基于高性能柔性TENG的更多自供电可穿戴设备应用提供了机会。

^*通讯作者。