摩擦磨损是一个从原子尺度到星系尺度都存在的多尺度现象,比如血管的损伤,地震,火山爆发,甚至银河的碰撞。随着机械系统的快速发展,摩擦磨损变成了一个核心问题,这些问题会引起更严重的能源损失,资源消耗和环境污染。因此,通过采取各种方法来降低摩擦磨损一直是研究人员们关注的重点。截止目前为止,宏观/微观超滑是解决摩擦磨损负面影响的有效方法。随着目前设备尺寸的减小,将更多的注意力放在如何在微观尺度下降低摩擦磨损就变得尤为重要。直到现在,有许多关于超滑的突出成就都是在微观尺度下获得的。然而,通过减少范德瓦尔斯力、降低表面力、粘着以及摩擦力所得到的超滑结果通常都需要很苛刻的实验条件,比如高真空、高温和特殊材料。因此,这些微观超滑在许多实际的工况条件下很难被应用。近些年来,有关水合润滑剂和通过离子液修饰的纳米材料(比如碳纳米管(CNTs)和富勒烯)得到了研究者们广泛的研究,这些润滑剂或者纳米材料之所以表现出了较好的摩擦性能,是由于对所形成核壳结构的合理设计以及有序的电荷分布。这些研究结果为提高那些通过纳米粒子与极性分子间的相互作用形成的含有复合结构纳米材料的摩擦学性能提供了一条途径。因此,碳量子点在被离子液修饰后所表现出来的的摩擦性能可能会比其他修饰过的传统纳米颗粒得摩擦性能更好,这主要取决于碳量子点的固有特性,比如其所具有的准球形,高比表面积以及小于10nm的尺寸。与此同时,有关离子液修饰碳量子点的摩擦或力学性能的相关研究仍然处于初级阶段。因此,本文采用简单的修饰方法设计并成功制备了一种由离子液修饰碳量子点所得到的新型纳米颗粒。我们通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM),傅里叶变换红外光谱计(FTIR),拉曼光谱仪(Raman),摩擦实验等多种表征手段,对这种纳米颗粒的结构和摩擦性能进行检测。实验分析结果表明:通过红外和拉曼光谱的研究结果证实在功能化修饰过程中确实有一些功能基团连接到了碳量子点的表面;更重要的是,离子液修饰的碳量子点作为润滑材料在摩擦实验部分显示了极其优异的摩擦磨损性能,同时当碳量子点含量为3.6%时,摩擦过程中出现了超滑现象,对应得到的摩擦系数和磨损率分别为0.006和0.7×10-14m~3/Nm。此外,这种通过离子液修饰的碳量子点不但会提供一种新的思路来研究各种各样的润滑材料以此来实现超低的摩擦,同时这种材料还可能在其他实际应用中被广泛研究。同时,利用高功率脉冲等离子体增强化学气相沉积(HIP-PECVD)技术,在硅基底表面制备指纹状的碳薄膜(FP-C:H)。通过Tecnai-G2 F30型高分辨透射电镜(HRTEM)以及LABRAM HR 800型拉曼光谱仪对薄膜的结构进行表征;利用往复摩擦试验机、奥林巴斯STM6测量显微镜和3D轮廓仪分析比较薄膜在润滑油作用下的摩擦性能。实验结表明:所制备的碳基薄膜具有独特的指纹状类石墨烯结构;在三羟甲基丙烷油酸酯(TMPTO)作为润滑油的条件下,指纹状类石墨烯碳基薄膜在低载荷下表现出良好的减摩性能;在高载荷下表现出优异的抗磨性能,因此指纹状碳薄膜在润滑油作用下具有巨大的发展潜力和实用前景。