固体表面快速和有效的液体传输在微/纳米流体技术、能量转换和一系列传热应用中起着至关重要的作用,直接关系到这些过程的效率和效果。固体和液体之间的粘附会导致流体在壁面附近的切向速度极低,在固液界面处甚至为零,这成为影响流体有效传输的关键障碍。随着功能器件的小型化和流动尺度的微细化,固液界面相互作用对流体传输的影响愈发突显。通常有两种减小固液粘附的方法,一种是在固体表面修饰具有低表面能的涂层,另一种则是在固体表面构筑微/纳米结构以减小固液接触面积。但是这些方法往往面临着会削弱壁面与溶质之间的相互作用或因微/纳米结构内部充水而失效的问题。在保证固体表面功能性的同时,实现快速、长效的流体传输对完善相关领域的理论体系和推动相关技术的实际应用都具有非常重要的意义,同时也非常具有挑战性。本文提出一种利用单原子层石墨烯调控固液界面相互作用的策略,通过简单的石墨烯覆盖固体表面的结构设计,减小固液粘附的同时还可以有效保护固体表面的特定功能。具体的研究成果和结论如下:（1）通过接触角测试和固液摩擦力测量研究了基于硅片衬底石墨烯功能化表面的粘附性能。结果表明石墨烯可以降低固液界面的粘附力阈值,增强液滴在固体表面的滑动。将厘米级横向尺寸的单原子层石墨烯转移到光滑的硅片表面,润湿性测试结果显示,石墨烯可以将硅片表面固有的接触角滞后从45.9°减小至36.3°。对于20～30微升体积范围内的液滴,石墨烯可以将其在硅片表面的滑动角降低20°～30°。固液摩擦力的测量结果表明,石墨烯可以将液滴在硅片表面刚好发生滑动时的粘附力阈值降低34.6%,并消除了液滴由静止到滑动过程中的过渡阶段。另外,石墨烯可以将液滴在硅片表面的滑动摩擦力降低12.2%。（2）通过分子动力学模拟研究了基于氧化硅衬底石墨烯功能化表面的流动特性和双电层效应。结果表明石墨烯可以屏蔽衬底表面和水分子之间的短程相互作用,但是对衬底表面电荷和溶质离子之间的长程库仑相互作用的影响较小。在这种石墨烯功能化表面可以观察到通常只存在于疏水性表面的滑移流动,在0 m C m-2～-70 m C m-2的电荷密度下滑移长度为7.6 nm～4.5 nm。另外,在同样电荷密度条件下,石墨烯功能化表面表现出了和无石墨烯衬底表面相似的双电层离子电荷分布。通过理论分析表明,基于这种石墨烯功能化表面的纳米通道内流动电势的能量转换效率随着电荷密度的增加可以提升20～100倍。（3）实验研究了基于结构化疏水衬底石墨烯功能化表面的液滴润湿性能和蒸气冷凝效果。结合光刻技术和模板法制备了微米柱状阵列结构,并成功将石墨烯转移至结构化表面。实验证明了石墨烯可以在维持表面疏水性的同时防止结构内部充水,从而避免液滴发生从Cassie模式到Wenzel模式的润湿性转变。同时,石墨烯也可以减小液滴在结构化表面的滑动角。基于以上性能,在40℃温差条件下,该石墨烯功能化表面的冷凝速率相对于无石墨烯的结构化表面可以提高60%。固液界面的性质对于流体传输有着举足轻重的作用。本文通过插入单原子层石墨烯设计新型界面结构的策略和对其表面性质的研究,对于界面分子相互作用的调控和实现快速高效的流体传输具有重要的学术价值和现实意义。