微纳器件，是21世纪微纳米科学与技术发展中一个重要课题。越来越多的微纳器件从基础研究走向应用，走进我们的日常生活，并向着小型化、多功能化的方向发展。本文围绕纳米石墨振荡器件，研究了这一新原理器件中的一些基本的力学问题，主要成果可归纳为四个方面：包括三个发现，三个模型和一个应用。氧化硅薄膜和石墨片中的若干力学现象。机械剥离法是目前获得高品质石墨烯的主要方法，我们在纳米石墨片振荡器的制备过程中，首次发现了剥离的纳米石墨片表面奇异的褶皱行为，在连续介质力学的框架下，提出了多层石墨片层间剪切锁死模型。该模型成功解释了这种奇异褶皱现象的稳定存在性，并与多壁碳纳米管中的弯曲起皱行为进行了对比。另外，在氧化硅薄膜/石墨基底体系中，我们还首次观察到一种圆环形力学失稳模态以及电话线形微结构的演化现象。发展了基于纳米石墨片自回复现象的超润滑研究平台。揭示了纳米石墨片自回复现象的机理。首次实现了石墨微米尺度下的超润滑，把对超润滑的研究尺度从纳米尺度扩展到微米尺度。由于纳米石墨片自回复运动在真空环境、大气环境甚至液体环境下都能稳定的、可重复的实现自回复运动，这就为实现超润滑在微机电系统中的应用提供了一种简易可行的途径，也为进一步研究摩擦、磨损等科学问题提供了独特的平台。最后，我们提出了高定向热解石墨的“StoneWall”结构模型，成功解释了实验中观察到的纳米石墨片自回复运动的尺寸效应。首次直接测量石墨层间结合能。通过充分利用纳米石墨片振荡器的结构润滑机制，我们巧妙设计并组装实现了原子级光滑表面的纳米台阶和纳米悬臂梁；发展了一种直接测量相互接触固体表面间粘附能的方法以及计算模型；并成功应用于石墨层间结合能的首次直接测量；该法有望成为测量石墨烯器件与基底相互作用的一般方法。纳米石墨片振荡器的自清洁行为研究。石墨烯由于极高的比表面积使得其表面吸附与污染成为制约石墨烯器件性能的一个关键因素。利用石墨具有原子级光滑表面的特性，成功实现了对高定向热解石墨和双层石墨烯表面的工艺残胶以及扫描电镜表征造成的表面积碳的有效的、机械式的清洁。研究还表明纳米石墨片的自回复行为具有自清洁的效应，对环境不敏感，从而大大降低了器件对环境的依赖性。