张叶轲,杨 婷,周文龙,刘宇清*

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215123； 2.江苏恒科新材料有限公司，江苏 南通 226368)

摩擦电纳米发电机(TENG)的机理是基于接触起电和静电感应协同作用将机械能转化为电能。TENG具有重量轻、材料选择范围广等优点，目前广泛用于能量收集和自供电传感器等领域，并且TENG更适合集成到各种可穿戴电子设备中，提供持续采集生理信号所需的电力[1]。TENG的性能主要取决于摩擦电层材料，尤其是摩擦电层的感应表面电荷密度和电荷俘获能力。

在TENG众多可选的摩擦电层材料中，聚偏二氟乙烯(PVDF)及其共聚物是一个很好选择，PVDF及其共聚物具有高电负性、铁电性等优点[2]。PVDF具有5种不同晶型(α、β、γ、δ和ε)，其中β相具有良好的电活性[3]，所以TENG多采用β相PVDF为摩擦电层材料。

TENG采用的PVDF包括薄膜状PVDF、纤维状PVDF[4]和纳米纤维状PVDF。相比前二者，由PVDF纳米纤维作为负摩擦电层组成的TENG具有更好的可拉伸性、更大的有效接触面积，且还具有很好的透气性和灵活性[5]。作者综述了PVDF纳米纤维的制备方法、PVDF纳米纤维基TENG的结构、TENG性能增强方法及其应用，旨在为PVDF纳米纤维基TENG的进一步发展提供参考。

1 PVDF纳米纤维的制备方法

目前制备PVDF纳米纤维的方法众多，最常用的方法是常规静电纺丝。HUANG T等[6]通过常规静电纺丝制备了PVDF 纳米纤维膜，将其与导电织物组成全纤维状TENG，并用作鞋垫收集人体行走的能量，最大输出电压为210 V。此外，制备PVDF 纳米纤维的方法还包括同轴静电纺丝、共轭静电纺丝、离心静电纺丝及离心纺丝。

1.1 常规静电纺丝

静电纺丝是指聚合物溶液的液滴在高压电场下受到电场力的作用形成喷射流，随后被拉伸成极细纤维。常规静电纺丝是制备PVDF 纳米纤维最常见的方法，一方面静电纺丝可以制备出纳米到微米级的纤维，极大地增加纤维的比表面积和表面粗糙度，如CHEON S等[7]将银纳米线(AgNW)掺入PVDF进行常规静电纺丝，制得的PVDF-AgNW纳米纤维的直径均匀分布在(605±127) nm；另一方面静电纺丝过程中存在单轴拉伸和电场极化，可以很好地促进PVDF中β相形成，如SHI L等[8]将石墨烯(G)纳米片掺入PVDF中静电纺丝得到纳米纤维膜，X射线衍射(XRD)分析发现纳米纤维膜中存在β相的主衍射峰。

常规静电纺丝具有增大比表面积和粗糙度以及促进PVDFβ相形成的优点，但是也存在一些问题，如不能将不相容材料进行常规静电纺丝得到单根纤维、无法制备多组分纤维、纺丝效率低、无法大规模生产等。

1.2 同轴静电纺丝

同轴静电纺丝是在电场力的作用下，将同轴内两个内径不同的毛细管中的芯层和壳层溶液同时拉伸固化成为复合纳米纤维。该方法可以进行多组分静电纺丝，制备出复合纳米纤维膜，很好地解决材料相容性的问题，可以将不相容的材料制备成单根纤维，并保持每个组分本身的特性，显著提高摩擦电材料的性能[9]。ZHANG X等[9]利用双组分同轴静电纺丝，以掺杂了钛酸钡纳米粒子(BT NPs)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为芯层、PVDF为皮层制备得到复合纳米纤维膜，研究发现BT NPs的掺入可以很好地提高TENG的性能，但BT NPs在PVDF中的分散性和可纺性差，无法通过常规静电纺丝制备掺杂BT NPs的PVDF纳米纤维膜，而BT NPs在PDMS中分散性较好，可以通过双组分同轴静电纺丝将BT NPs引入纳米纤维膜中起到增强TENG性能的作用。单一的PVDF纳米纤维膜力学性能较差，利用同轴静电纺丝可以提高其力学性能，如肖迪等[10]以聚间苯二甲酰间苯二胺为芯层，以PVDF为壳层，采用同轴静电纺丝技术制备纤维膜，其力学性能明显高于纯PVDF纳米纤维膜的力学性能。

与常规静电纺丝相比，同轴静电纺丝可以制备的纤维种类更全、组分更多、结构也更加丰富，具有更好的应用前景。同轴静电纺丝目前已经应用于制备中空结构的纤维，这是常规静电纺丝无法制备的。但是该方法对于静电纺丝设备和同轴喷头的要求更高，并且对于实验参数的设置也需要更加精准。由于该方法突破了材料相容性的问题，特别是在制备中空纤维方面具有一定的优势，近些年来同轴静电纺丝在吸附催化及药物控释领域应用较多。

1.3 共轭静电纺丝

共轭静电纺丝将两组相对的喷头分别施加正压和负压同时进行静电纺丝形成前驱体纳米纤维,然后利用旋转的喇叭形收集器对这些纤维进行收集并带动纤维网加捻成纱,从而实现连续成纱[11]。TAO X J等[12]以铜纤维作为导电芯纱，利用四针共轭静电纺丝将掺杂氮化硅(Si3N4)的PVDF进行共轭静电纺丝得到纳米纤维包芯纱，生产效率较常规静电纺丝明显提高。

共轭静电纺丝增加了针头数量，提高了生产速度，生产效率明显优于常规静电纺丝，具有更好的产业化前景。但是该方法使用了多针头，在纺丝过程中可能存在电场紊乱的问题。与常规静电纺丝、同轴静电纺丝制备得到无取向的纳米纤维膜相比，共轭静电纺丝制备得到的纤维是具有取向的纳米纤维纱，该纱线具有的柔性和功能性使其未来在柔性电子设备、可穿戴纺织品领域具有良好的应用前景。

1.4 离心静电纺丝

离心静电纺丝结合了常规静电纺丝和离心纺丝的特点，利用离心力和电场协同作用进行纺丝。该方法引入了离心力的作用，一方面提高了产量，另一方面可以制备出高度有序的纤维[13]。SHAIKH M O等[14]采用离心静电纺丝，在PVDF中掺入多壁碳纳米管，利用12个金属喷头大规模制得PVDF纳米纤维膜，并与尼龙布通过编织的方法制得TENG，其输出电压和电流分别可达14 V和0.7 μA。

在常规静电纺丝的基础上，离心静电纺丝引入了离心力，生产效率显著提高，纤维直径也更小，产业化潜力大，并且该方法成本低，操作安全，但目前仍处于起步阶段，装置存在一定的问题，机理缺乏深入研究。通过进一步改进装置及研究机理，该方法将成为制备超细纤维方面的热门研究方向。

1.5 离心纺丝

常规静电纺丝、同轴静电纺丝、共轭静电纺丝和离心静电纺丝能有针对性地制备不同形式的PVDF纳米纤维，但是这些静电纺丝方法都存在产量低的问题。离心纺丝是利用离心力的作用制备PVDF纳米纤维的一种方法，生产效率与静电纺丝相比大幅提高。ABIR S S H[5]等采用离心纺丝制备了PVDF纳米纤维膜和热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜，并对TPU纳米纤维膜进行等离子体溅射沉积镀金以用作正摩擦电层，PVDF纳米纤维作为负摩擦电层，共同组成TENG。离心纺丝的拉伸作用促进了PVDF中具有很好电活性的β相的形成，改善了PVDF纳米纤维的性能。

2 TENG的结构

2.1 TENG常规结构

TENG利用两个摩擦层的电极性不同，基于摩擦电效应而发生电荷转移从而产生电势差。TENG一般都有两个摩擦电层及对应的电极层，有的TENG还有电荷俘获层[15]。目前大部分TENG是由摩擦电层、电极层等普通层状叠合得到的接触式TENG。GASPARINI C等[16]将掺杂氧化石墨烯(GO)的PVDF纺丝液直接常规静电纺丝并镀金作为一个电极，再利用常规静电纺丝镀金聚酰胺6纳米纤维膜作为另一个电极，以两个电极作为电极层，以聚酰胺6纳米纤维膜作为正摩擦电层，以掺杂GO的PVDF纳米纤维膜作为负摩擦电层，四层直接叠合组成TENG。

普通层状叠合作为最典型的TENG结构，制备工艺简单、成本较低、应用广泛。但是该结构只能收集机械能，无法收集风能、声能等能量，并且其透气性和耐洗性存在不足。普通层状叠合TENG作为一种柔性器件目前已应用较广，进一步改善其透气性和耐洗性可在柔性可穿戴智能纺织品中得到更好的应用。

2.2 TENG的特殊结构

除了普通层状叠合结构，PVDF纳米纤维基TENG还存在一些特殊结构，如中空夹层三明治式结构、编织结构、书形结构及S形结构等，这些特殊结构使TENG具有较好的特性。

QIU W Z等[17]基于铜泡沫、PVDF纳米纤维和聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐旋涂的尼龙织物的顺序组成TENG，每相邻两层之间都可以组成一对摩擦单元，并且在PVDF纳米纤维膜和尼龙织物之间放置了一层中空的垫片，这种夹层三明治式结构可以用于收集环境中的声能。

SHAIKH M O等[14]通过多喷嘴离心静电纺丝制得掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)的PVDF纳米纤维膜，再将PVDF纳米纤维膜和尼龙布剪成条带状，然后编织组成TENG。该TENG在5 cm2下峰值输出电流为2 μA，其编织结构可以很好地集成到各种纺织品上，收集人体运动的机械能。

HUANG T等[18-19]通过常规静电纺丝制备了掺杂GO的PVDF纳米纤维膜，与聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)纳米纤维共同粘贴在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基材上组成书形结构TENG，其中掺杂GO的PVDF和PHBV分别作为摩擦电的负层和正层。黄涛等[19-20]通过常规静电纺丝制备了掺杂二氧化硅纳米粒子的PVDF纳米纤维膜，与PHBV纳米纤维共同粘贴在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材上形成书形结构TENG，然后将两个书形结构TENG并联形成S形结构，用作电源，在与全波整流电路和稳压电路配合下可用于为数字温度计提供工作电压。

3 TENG性能增强方法

虽然PVDF纳米纤维基TENG有着一定的性能优势，但其输出功率和能量转换效率仍然相对较低。通过静电纺丝或离心纺制备的PVDF纳米纤维虽然受到电场拉伸或机械拉伸而促进β相的形成，但是其程度有限，对于TENG来说光靠单独制备过程中形成β相提高电学性能仍然不够，要进一步提高TENG的性能可通过PVDF掺杂改性，或改善正摩擦电层，或改变PVDF纳米纤维结构来实现。

3.1 掺杂改性

各种纳米线、碳纳米管、G等碳基纳米材料及各种纳米颗粒等均可掺杂改性PVDF，提高TENG的性能。掺杂各种金属纳米线是提高TENG性能的很好选择，金属纳米线和聚合物链协同作用可促进β相PVDF形成。CHEON S等[7]向PVDF中掺入AgNW经常规静电纺丝制得PVDF-AgNW纳米纤维膜与尼龙纳米纤维膜组成TENG，发现在掺入AgNW后PVDF-AgNW纳米纤维与尼龙纳米纤维表现出更大的摩擦电势差，这有助于TENG性能的提升；通过相关技术测定发现将纳米线添加到PVDF基质中时，捕获感应的摩擦电荷的能力会增加，这是因为银氧化使得AgNW带负电与 PVDF链中的正CH2偶极子形成离子-偶极子相互作用，从而促进β相晶体的形成。PU X等[21]通过常规静电纺丝分别向PVDF和尼龙中掺入氧化锌纳米线(ZnONW)制备得到纳米纤维膜分别用作TENG的摩擦电层，发现ZnONW作为定向成核剂促进了β相PVDF和δ相尼龙形成，优化了摩擦电层中的电荷分布，这都有利于提高摩擦电性能。

碳纳米管、G及G的衍生物等碳基纳米材料大多具有很好的电学性能、力学性能等，是掺杂改性以提高PVDF电学性能的很好选择[8，14，16，22]。 GASPARINI C等[16]采用GO掺杂改性PVDF，并经常规静电纺丝制得纳米纤维膜用于TENG，发现GO增强TENG性能的机理与掺杂金属纳米线促进β相PVDF形成以增强TENG性能的机理不同，一方面GO可充当电荷俘获位点，另一方面GO的存在使PVDF-GO纤维直径缩小，从而导致静电纺丝膜的比表面积增加，TENG性能得到增强。

PVDF纳米纤维基TENG与智能纺织品结合应用于电磁屏蔽领域，要求PVDF纳米纤维必须具有电磁性能。IM J S等[23]向PVDF中掺入四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4NPs)制得具有电磁性能的增强复合纳米纤维；对复合纳米纤维进行力学和电磁性能测试发现，随着Fe3O4-NPs的加入，复合纳米纤维的力学性能和电磁性能增强，并可以用于电磁屏蔽领域；此外还发现TENG电学性能有所提升，这是因为Fe3O4NPs的掺入促进了β相的形成以及Fe3O4的介电特性引起了驻极体掺杂效应。TAYYAB M等[24]通过常规静电纺丝制备了添加商用印刷油墨(PI)纳米填料的PVDF纳米纤维，PI的添加促进了β相形成，该PVDF纳米纤维β相质量分数达到88%，由该纳米纤维膜组成的TENG的最大输出功率为22 W/m2。此外，掺杂铕(Eu)或铈(Ce)等稀土元素也可促进PVDF从α相到β相的相变，增强TENG性能[25]。除了掺杂以上各种固体物质之外，也可以掺杂液体物质以增强TENG性能。SHA Z等[1]将液态金属纳米液滴引入静电纺丝聚偏氟乙烯-共六氟丙烯(PVDF-HFP)纳米纤维膜以增强其电学性能，制备的TENG最大输出功率为24 W/m2，这是因为引入的液态金属纳米液滴改善了表面电位、电荷捕获能力和PVDF-HFP纳米纤维内部的二次极化从而提高了TENG性能。

掺杂以上各种材料均可提高TENG性能，虽然不同材料提高TENG电学性能的机理各不相同，但是大部分均是通过促进β相的形成来实现的。通过掺杂材料来提高TENG电学性能的方法工艺简单，适用种类多，是目前增强TENG性能最直接有效的方法。但是由于各种功能性材料的掺入，工艺参数的控制需要更加精准，且材料的团聚或沉积也会对PVDF纳米纤维的生产产生影响。

3.2 其他方法

除了掺杂改性外，还可通过改善正摩擦电层来增强TENG性能。

与传统采用尼龙纤维作为正摩擦电层不同的是，XIE Y R等[15]利用Janus结构纳米材料的不对称结构和特性，将Janus结构纳米材料带作为TENG的正摩擦电层和电荷俘获层与PVDF/聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜作为负摩擦电层组成TENG，两条平行Janus结构纳米材料带两侧材料的不同有利于摩擦电荷的产生，并且有助于及时捕获产生的摩擦电荷，增加摩擦电荷在材料表面的积累，有效的提高TENG的电导性能。秦臻[26]采用聚乳酸(PLA)基Janus结构纳米材料和PVDF-HFP纳米纤维分别做TENG摩擦材料的正负层，以此组成的TENG在实际接触面积仅为2 cm×2 cm的情况下，产生的电压为140 V，输出电流为3.67 μA。

目前摩擦电层材料大部分都是无机和有机材料，很少使用自然界中天然生物基材料。SINGH S K等[27]采用荠菜种子作为正摩擦电层，PVDF纳米纤维作为负摩擦电层组成的TENG具有较好的电输出能力，在频率25 Hz、作用力40 N、接触面积3 cm×3 cm时，平均开路电压为 84 V，最大功率密度为334 mW·m2；并且该TENG采用的是天然种子，更为环保。MI H Y等[28]采用纤维素纳米纤维(CNF)作为正极材料，向CNF中掺入聚乙烯亚胺增强其摩擦电性，并通过冷冻干燥法将其制备成多孔气凝胶与静电纺丝PVDF组成TENG，该TENG在接触面积为2 cm2、 6 N的作用力下，可以产生106.2 V的高压。

考虑到蓬松的PVDF纳米纤维毡在摩擦过程中静电吸附作用会导致纤维发生断裂，从而降低 TENG 的电能输出。俞彬[29]采用具有锚固效果的PDMS对PVDF纳米纤维进行固定，并通过冷压后处理的方法改善PVDF纳米纤维毡的蓬松效果；基于此纤维毡组成的TENG在2 Hz的频率下输出电压达到695 V，输出功率密度达到了3.1 W/m2。KONG T H等[30]通过改变静电纺丝参数中的相对湿度(RH)来增强TENG性能，随着RH的增加，一方面纳米纤维的表面从光滑到出现凹槽再出现褶皱，表面形态逐渐变得粗糙直到出现类似油条的“油条状”起皱，PVDF纳米纤维的表面积增加增强了TENG性能，另一方面β相PVDF的形成也增强了TENG性能。

采用Janus结构纳米材料或生物基材料，均是从正摩擦电层的角度进行增强；改善PVDF纳米纤维的蓬松度或控制环境湿度，均是改变PVDF纳米纤维的结构。这些方法提高了TENG性能，且具有一定的环保性，在绿色能源领域有着良好的应用前景。但是这些方法适用材料范围有限，工艺过程和参数控制相对掺杂改性更为复杂。

4 TENG的电学性能

由不同方法制得的PVDF纳米纤维基TENG电学性能各异，采用不同材料对PVDF进行掺杂改性也能不同程度提升TENG的电学性能，具体见表1。SAHATIYA P等[31]通过常规静电纺丝制得的以纯PVDF纳米纤维作为负摩擦电层组成的TENG的开路电压为50 V，短路电流为0.03 μA，功率密度为0.18 mW/cm，均低于离心纺丝得到的纯PVDF基TENG。虽然TENG的电学性能不仅与PVDF纳米纤维的制备工艺有关，还与TENG的其他结构相关，如电极层和正摩擦电层等，但离心纺丝仍具有很好的发展前景。TAO X J等[12]通过共轭静电纺丝向PVDF中掺入Si3N4驻极体得到的TENG的电学性能，以及SHAIKH M O等[14]通过离心静电纺丝向PVDF中掺入MWCNTs得到的TENG的电学性能与SAHATIYA P等[31]制备的TENG性能相差不大，但如前所述，共轭静电纺丝和离心静电纺丝在生产效率上具有显著优势，具有产业化潜力。

表1 PVDF纳米纤维基TENG电学性能Tab.1 Electrical properties of PVDF NF-based TENGs

通过常规静电纺丝制备的掺杂改性PVDF组成的TENG的性能明显提升。SHI L等[8]将G纳米片掺入PVDF中通过常规静电纺丝得到的TENG的开路电压为1 511 V，短路电流为75 μA，功率密度为13.02 mW/cm2。TAYYAB M等[24]将PI掺入PVDF中采用常规静电纺丝技术得到的TENG的开路电压为1 600 V，短路电流为130 μA，功率密度为2.20 mW/cm2，这二者的TENG电学性能明显优于其他掺杂物质。所以向PVDF中掺杂G纳米片和PI对TENG电学性能提升最大，因此掺杂G及其衍生物或许是提升TENG电学性能的较好方法。

5 TENG的应用

TENG最主要应用是收集人体运动的机械能，将人体运动的机械能转化为电能。随着TENG研究的深入，TENG在收集声能、自供电传感器、空气过滤等方面的应用也不断拓展。

5.1 声能收集

噪声污染很大，若能将这些噪音的声能收集起来，不仅有利于降低噪声，还可以将噪声转为有效资源利用。CUI N Y等[34]构建了基于PVDF纳米纤维的夹层结构TENG，其中PVDF纳米纤维膜、聚乙烯薄膜和铝膜作为振动膜振动以收集声能，该TENG可由频率为50～425 Hz的声波驱动。CHEN F Q等[35]制备了由导电织物、圆环垫片及PVDF纳米纤维膜组成的夹层结构TENG，不仅可以收集声能，还可以由频率为20～1 000 Hz的声波驱动用于音频分析和噪声检测。

目前声能的收集和再利用由于缺乏高效手段仍不够普遍，具有很大的发展空间，而TENG的开发很大程度上提高了收集声能并再利用的能力，具有很好的发展前景。

5.2 自供电传感器

TENG收集机械能转化为的电信号不仅可以用于收集能量，还可以用于自供电传感器。RAHMAN M T等[2]制备了基于掺杂金属有机框架衍生的钴基纳米多孔碳的PVDF纳米纤维组成的TENG，该TENG不仅在能量收集方面表现出色，还可以用于自供电压力传感器，其在1.5～16 kPa的压力下具有6.39 V/kPa的超高灵敏度，可以有效的检测人体的各种运动状态。BHATTA T等[36]制备了掺入一种二维过渡金属碳化物和氮化物或碳氮化物(Ti3C2Tx)的PVDF纳米纤维膜组成TENG，该TENG可以用作一种自供电运动传感器，在人走楼梯时准确感知脚部运动，并实时自动控制相应的灯光进行照明。

柔性电子器件是目前的热门研究方向，TENG优异的柔性和收集能量并进行自供电的能力可很好地应用于柔性电子器件和自供电传感器，在智能穿戴领域具有广泛的应用。

5.3 空气过滤

利用TENG摩擦产生电荷进行空气净化也是TENG的一种应用。HU Y J等[32]基于常规静电纺丝制得掺有金属-有机框架材料(UiO-66)的PVDF纳米纤维膜的TENG，该TENG通过摩擦获取静电可以用于去除颗粒物(PM)，比不带电的常规复合纳米纤维膜PM去除效率更高，对PM0.5和PM2.5过滤效率分别为92%和98%，并且可多次清洗和重复使用而不会出现过滤效率明显降低的情况。

空气污染是全球关注的问题，TENG的使用从一个新的角度实现空气过滤，并且提高了空气过滤器的可重复性，具有一定的发展空间。

5.4 混合发电

PVDF除了具有很好的摩擦电效果，其压电性能也十分优异。当对PVDF施力时，PVDF能同时发生接触摩擦和变形，即能同时存在压电和摩擦电效果，基于此的混合摩擦电-压电纳米发电机能够同时产生摩擦电和压电，能量转化效率更高。GUO Y B等[37]采用常规静电纺丝丝素蛋白纳米纤维和PVDF纳米纤维组成混合纳米发电机，其电学输出性能比其他基于纺织品的纳米发电机更高。同样的，SAHATIYA P等[28]将常规静电纺丝PVDF粘在水热合成二硫化钼纤维素纸的两面，再将其夹在两条铜带之间形成压电纳米发电机，然后包覆一层聚酰亚胺构成混合纳米发电机，具有更好的电学输出性能。

混合纳米发电机因为进一步提高了纯TENG和纯压电纳米发电机的电学性能和能量转化效率而备受关注。PVDF纳米纤维基TENG可以很好地实现混合发电，在混合发电领域具有广阔的应用前景。

6 结语

作为新世纪的新型能量收集技术，TENG可以将机械能转化为电能，而基于PVDF纳米纤维的TENG有着很好的摩擦电性能，具有很好的前景备受关注。制备用于TENG的PVDF纳米纤维的方法有常规静电纺丝、同轴静电纺丝、共轭静电纺丝、离心静电纺丝及离心纺丝。其中常规静电纺丝是制备PVDF纳米纤维最常见的方法，该方法有着诸多优点，如制备的纳米纤维比表面积大、可以促进β相PVDF形成提高TENG性能等，但是该方法同样存在着一些问题，如不能将不相容材料进行常规静电纺丝得到单根纤维，无法制备多组分纤维，纺丝效率低无法大规模生产等问题，而同轴静电纺丝、共轭静电纺丝、离心静电纺丝及离心纺丝等方法可以一定程度解决这些问题。对于TENG，PVDF基多组分复合材料是未来发展趋势，大规模生产也是其工业化推广的必然要求，发展以上几种方法或许是一个很好的方向。

提高TENG性能的方法众多，如PVDF纳米纤维掺杂改性、改变PVDF纳米纤维结构、改变正摩擦电层的结构及改变TENG结构等。其中掺杂金属纳米线及碳纳米管、G等碳基材料改性的效果较好，但是这些材料的分散是有待进一步改善的问题。PVDF纳米纤维基TENG作为收集人体机械能的小型柔性能量收集器件，需要集成到纺织品中发挥作用，若通过纺织的方法制备TENG，并集成到纺织品中，则可进一步提高产品的相容性。TENG除了收集人体机械能，在收集声能、自供电传感器、空气过滤及压电-摩擦电复合等领域有着很好的应用，其中空气过滤领域更是一个值得继续拓展的领域。