纳米摩擦学是在原子、分子，即纳米尺度上研究在摩擦界面上摩擦、磨损以及润 滑行为与机理的一门学科。摩擦学研究从宏观进入微观，摩擦磨损与润滑的机理可以 从原子、分子的角度解释分析，把材料的微观结构与宏观特性一一对应，能更深入更 全面的研究摩擦学。在当今世界，随着纳米科学技术的快速发展，一些新兴纳米学科 需要应用纳米摩擦学来拓展它们的研究[15]，为了满足它们的需求，纳米摩擦学也必须 投入更多的科学研究。

1。3 石墨烯

英国的 A。K。Geim 与 K。S。Novoselov 这两位学者，在 2004 年运用胶带剥离这种方 法第一次发现了石墨烯片[16]。石墨烯是碳原子通过 sp2 轨道杂化构成的单层晶体，是 世界上迄今为止发现的最薄、硬度最好、柔韧性最强的一款材料[17]。石墨烯作为基本 结构单元，可以结合得到碳纳米管、石墨和富勒烯等其他多种碳类材料，由此，它通 常被看作碳材料的基础材料。

1。3。1 石墨烯的制备

如今，物理法和化学法是合成石墨烯比较常用的方法，具体的方法介绍如下：

⑴石墨的氧化还原法 制备石墨稀最通用的方法是氧化还原法，这种方法首先把石墨氧化，将含氧官能

团引入到石墨层片上，得到亲水性好的氧化石墨烯，然后再利用一些还原方法把它从 氧化石墨烯还原成石墨烯。这个方法快捷简单，产率高，但是用这种方法制备的石墨 烯在结构上会有没有还原的含氧基团的残留。⑵石墨的液相剥离法 液相剥离法是在溶剂中，通过超声把分散的石墨剥离，得到石墨烯片。液相剥离

法的步骤少，而且比较简单，所以这种方法也经常被用来制备石墨烯。这种方法获得 的石墨烯的晶化程度比较高，但是里面不可能全是单层石墨烯，在其中夹杂其他少层 或者多层的石墨烯具有很大的可能性。所以，为了提高石墨烯分散液的浓度以及它的 产率，需要将石墨与溶剂的插层更好的分离开，这个我们可以通过使用适合的溶剂以 及将超声时间延长来实现[18,19]。

⑶微机剥离法

A。K。Geim和 K。S。Novoselov 他们两人在实验过程中通过微机剥离这种方法也就是 在取向度很高的热裂解石墨上获取到石墨烯。步骤首先是用胶带把石墨的两个侧面黏 住，然后克服它们相互力的作用，开始不断的剥离。在剥离多次后，单层或较少层数 的石墨烯片会粘在胶带上，这样得到的石墨烯的尺寸非常小，甚至可以以毫米计，质 量非常很高。但是这种方法具有随机性，产量小，只适合在实验室小规模制备做科学 研究。

⑷化学气相沉积法

如果需要制备高质量的石墨烯，可以采用 K。S。kim 等人提出的化学气相沉积法(即 CVD 法)[20]。用这种方法制石墨烯时，一般用镍作为基底[21]，用甲烷、乙烯等含碳的 有机气体作碳源，高温惰性气体条件下，含碳的气体分解出的碳原子会在基底表面着 落，得到电导率和透光率都比较高的石墨烯薄膜。最后通过化学溶液腐蚀，可以把基 体和基体表面的石墨烯薄膜分离开，得到高质量石墨烯。化学气相沉积法制石墨烯的 不足是成本高，工艺复杂[22]。

1。3。2 石墨烯作为润滑添加剂的应用

如上文所述，石墨烯是目前世界上最薄的材料，因为它层状结构特别的薄，于是， 相对于其他物质进入接触面，石墨烯就非常容易，同时还能减少与表面不必要的接触， 让它充分展现出自身特别的润滑性能以及有足够好的摩擦磨损性能用作润滑油的添 加剂。再加上它的导热性，化学惰性，所以它很适合作为环保、高性能的润滑添加剂