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摘要随着智慧医疗的迅速发展和能源危机的日益加剧，实现利用可持续分布式能源为电子医疗器件供能展现出巨大的发展前景。摩擦纳米发电机（TENGs）能够将环境中的低频机械能收集并转化为电能，为电子医疗器件的可持续发电提供了新的解决方案。其中，基于可生物降解聚合物（BPs）摩擦电材料的 TENGs 具有更高的生物相容性和安全性，在完成任务后可自行降解并被人体和环境吸收或代谢，成为可穿戴和植入式瞬态电子医疗器件的研究热点。然而，大多数BPs因其携带的官能团具有失去电子的倾向而表现出偏正且相近的摩擦电极性，导致可生物降解 TENGs （ BD-TENGs）的输出性能不佳，从而限制其应用。分子掺杂是一种改善BPs材料摩擦电性能的简单、有效的方法，但目前对于掺杂分子摩擦电极性强弱的比较和机理方面的研究相对匮乏，尤其在生物相容性分子、生物可降解分子方面。因此，通过生物友好型分子掺杂来提升BD-TENGs的输出性能并研究相关机理对突破其应用瓶颈具有重要意义。<br>　　本文为正极和负极摩擦电材料分别筛选了八种生物相容的掺杂分子来提高BD-TENG的输出性能，并对它们的摩擦电极性进行了比较和排序。其中，小分子量的聚丙二醇（PPG）和乙基纤维素（EC）分别表现出最强的摩擦电正性和摩擦电负性，当掺杂浓度为 10 wt%时，基于聚环氧乙烷（PEO）和聚己内酯（PCL）摩擦电材料的BD-TENG的开路电压（Voc）、短路电流（Isc）和转移电荷量（Qsc）分别提升为原始值的2.73、2.60和2.44倍。在呼吸信号传感应用中，改性后的BD-TENG展现出更高的器件灵敏度和信号分辨率，能够清晰地识别健康人体的不同呼吸状态和阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）的不同症状。此外，该器件由大鼠呼吸运动驱动得到的输出结果验证了其在生物体内采集呼吸信号的能力。<br>　　本文通过分子掺杂的方式提升了BD-TENG的输出性能，改善了器件的呼吸传感特性，重点比较和分析了掺杂分子对BPs摩擦电性能的影响。本研究为生物相容性摩擦电分子的选择提供了理论指导，对分子级摩擦起电效应机理进行了深入挖掘，也为BD-TENG在呼吸传感应用中的性能优化提供了新思路。