两表面在通电状态下的摩擦行为被称为载流摩擦。载流摩擦在航空航天、轨道交通、通讯、电力等各个行业都有重要应用。载流摩擦磨损问题是制约相关设备寿命和可靠性的重要因素之一。石墨烯作为一种二维材料在具有优异的润滑性能的同时还具有电学、力学和热学等一系列其它优异的性能,特别符合载流摩擦对材料的要求。对载流下石墨烯的纳米摩擦机理和调控进行研究有助于开发石墨烯在载流摩擦界面的巨大应用潜力。本文首先利用导电原子力显微镜对石墨烯在纳米摩擦过程中的电流传输特点进行了研究,然后研究了电压大小和方向、界面接触电阻等重要参数对石墨烯纳米摩擦的影响,最后提出了一种对石墨烯的纳米摩擦进行精准调控的方法。石墨烯具有低摩擦和高导电的特性,其覆盖在Au表面可以在保证导电性能的同时有效降低摩擦。此外,石墨烯还具有高柔性的特点,其在外力作用下容易发生变形,形成可靠的面接触,大大提高电流传输的效率和稳定性。在对针尖和石墨烯之间的受力和运动进行分析后发现降低速度和增加载荷可以提高两者之间的接触质量从而进一步提高电流传输的稳定性。石墨烯的载流摩擦受到针尖电压大小和方向的影响。石墨烯的摩擦力随着电压的增加而增大,电压值相同时负电压下的摩擦力总是大于正电压下的摩擦力,并且正负电压下摩擦力的差值随着电压值的增加而增大。一方面针尖和石墨烯之间的静电力随着电压的二次方增加,而针尖和石墨烯之间固有的功函数差导致静电力曲线中心向负电压方向偏移,所以负电压下的静电力要大于正电压下的静电力并且静电力差值越来越大。另一方面水分子在负电压下对摩擦的影响要比正电压下大。此外,石墨烯在高负电压下会发生电化学氧化摩擦力急剧增加,而在正电压下却保持较低摩擦。针尖和石墨烯之间的电子转移决定了两者之间的电势差和摩擦力大小。当接触电阻比较低时,针尖电子可以快速转移到石墨烯上减小两者之间的电势差,所以外加电压对石墨烯的摩擦影响不大;当接触电阻比较高时,针尖电子的转移被阻塞,两者之间较高的电势差引起摩擦增大。石墨烯面积的增加会增加其电子容量,其表面势的变化相对缓慢,所以摩擦力更大。增加载荷可以减小针尖和石墨烯之间的接触电阻,加快电子转移速度,所以载荷越大,摩擦力反而越小。石墨烯局部电化学官能化是对石墨烯摩擦进行调控的有效方法,通过引入电子去除的方法后实现了对石墨烯的可控官能化。利用官能化石墨烯在电场中的极化,可以通过调节外加电压对石墨烯进行进一步的可逆摩擦调控。