近年来,随着微纳系统的快速发展,对于微纳器件的应用也受到越来越多的关注。本文采用分子动力学模拟方法,研究了石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性,初步探索了水银液滴在凹槽铜基底-石墨烯复合表面内的自驱动行为。研究结果对基于石墨烯的纳米器件的设计提供理论指导,同时为纳米通道内定向传输流体的研究提供新的思路。在单层石墨烯吸附和剥离铜基底的过程中,研究铜基底表面凹槽的尺寸特征对单层石墨烯的吸附作用,主要从石墨烯吸附基底和石墨烯剥离基底两个过程进行探究。研究结果显示:当石墨烯两端固定时,吸附过程中,保持铜基底表面凹槽的宽度为定值,随着石墨烯与基底之间的间距变小,二者之间的相互作用力先增大后减小,且铜基底表面凹槽的深度变化对石墨烯与基底之间的相互作用影响较为明显,随着深度的变大,相互作用力先增大后减小;保持铜基底表面凹槽的深度为定值,改变凹槽的宽度,石墨烯与铜基底之间的相互作用力主要受到二者之间接触面积的影响。石墨烯剥离基底过程中,石墨烯与基底之间的相互作用力随它们之间距离的增大而增大,达到临界值后作用力快速减小至消失。基于石墨烯在铜基底凹槽表面上的吸附行为,研究了石墨烯-铜基底结构对水银液滴的吸附行为,结果发现:对于石墨烯两端固定的情况,水银与石墨烯之间的势能远大于水银与铜基底之间的势能;保持凹槽宽度不变,水银液滴在凹槽铜基底-石墨烯复合表面内的吸附势能随凹槽深度的逐层增加先增大后减小;保持凹槽的深度不变,随着凹槽宽度的增大,水银液滴在复合表面内的吸附势能先增大后减小。当石墨烯为自由边界条件时,保持凹槽的宽度为定值,水银液滴在凹槽铜基底-石墨烯复合表面内的吸附势能随凹槽深度的增大先增大后减小再增大,在石墨烯能够吸附到凹槽内而水银无法被吸附到凹槽内时水银液滴受到的吸附势能最小;当凹槽的深度保持不变,水银液滴受到的吸附势能随着凹槽宽度的增大先增大后减小,当凹槽宽度大于水银液滴的直径时,水银液滴会吸附在通道的单侧,导致吸附势能减小。基于凹槽几何特征尺寸对水银液滴在凹槽铜基底-石墨烯复合表面的吸附作用规律的影响,设计了宽度梯度变化的凹槽铜基底-单层石墨烯纳米复合结构,研究了凹槽宽度梯度变化对水银液滴自驱动行为的影响。结果表明:由于该复合结构对水银液滴的吸附势能在水银液滴的运动方向存在梯度差,使水银液滴能够在该复合表面内自发地运动。铜基底凹槽宽度梯度不同,使水银在凹槽梯度方向各处受到复合结构的吸附势能不同,因此水银液滴在复合表面内自驱动前进的距离也不同。本文对水银液滴自驱动过程的模拟结果显示,水银液滴在梯度凹槽-石墨烯复合基底上的运动方式为先加速后减速。其中,铜基底对液滴产生吸附作用,而单层石墨烯对液滴以排斥作用为主。复合基底对液滴作用的合力决定了液滴运动的方向。理论上对于液滴在梯度织构表面自驱动行为的认识,还需从液体表面张力和流-固界面相互作用能的角度继续探索。