《摩擦纳米发电机设计》以材料-结构-性能为主线，通过将量子力学第一性原理、黏附接触力学、聚合物摩擦学和微纳制造等多学科知识相融合，形成了摩擦纳米发电机的设计理论与方法，可为改善摩擦纳米发电机能量转化效率和耐久性提供基础。《摩擦纳米发电机设计》阐述了摩擦起电起源、摩擦纳米发电机工作原理及应用场景。基于第一性原理计算方法，在原子和电子尺度上揭示了金属-聚合物接触起电机理，为摩擦起电材料性能调控提供依据；基于黏附接触力学提出了表面织构界面黏附接触起电模型及其数值求解方法，为表面织构定量设计提供依据；基于聚合物摩擦磨损理论，揭示了摩擦起电与摩擦磨损的相互作用机理。此外，还介绍了摩擦纳米发电机电源管理电路负载及充电特性和电源管理电路设计方法。在上述基础上，以机械系统为背景，提出了基于摩擦纳米发电机的能量收集器和传感器的设计方法。