缺陷对石墨烯摩擦力的影响文献综述

文献综述（或调研报告）

1、引言

经研究发现，石墨烯在力学、电学、热学和磁学等方面都具有奇特而优异的性能，例如比钢高100倍的强度，是目前强度最高的材料；以及惊人的载流子迁移率和突出的热导率；其特殊结构还使其具有室温量子霍尔效应、铁磁性和激子带隙等现象。石墨烯的优异性能和独特的纳米结构使其有望在高性能电子器件、液晶器件、复合材料、场发射材料、生物材料、气体传感器及能量储存等领域获得广泛应用^[2]。近年来，基于石墨烯优异的力学性能，以及作为碳质固体润滑材料（零维富勒烯C60、一维碳纳米管、三维石墨）的基本结构单元，石墨烯的摩擦学性能已经成为了摩擦学领域的一大研究热点。

2、研究现状

关于石墨烯摩擦力的部分研究成果：

1、理论研究表明，石墨烯的低摩擦力高度依赖于滑动界面，无论是探针与石墨烯之间还是石墨烯层与层之间，并且依赖于石墨烯的层数；

2、AFM研究认为随着石墨烯层数增加，摩擦力减小。此外表明在特定的载荷下能够达到超滑的摩擦机理，此时滑动为无粘滑状态；

3、微尺度摩擦学研究表明石墨烯缺陷增加摩擦力。并且，氢化、氟化、氧化分别2倍6倍7倍增加摩擦力；

4、宏观摩擦学的研究清晰的表明在不考虑大气环境的情况下，石墨烯不同于石墨较低的摩擦力和磨损，并且在钢接触的情况下，石墨烯扮演一个完美的钝化层来抑制磨损引起的腐蚀；

5、宏观研究表明石墨烯抑制相对滑动钢表面的摩擦和磨损。所以，从裸钢的摩擦力0.9-1降到了有石墨烯覆盖的钢的摩擦力0.15-0.16，当石墨烯覆盖在其上时，磨损量和磨损比例降低3-4倍。