在设计机械时，必须考虑润滑减磨的问题，目前，许多材料可以作为润滑剂，最常见的是润滑油、润滑脂，用于通常条件下的润滑，另外还有固体润滑材料，如石墨、二硫化钼、软金属等，固体润滑材料一般用于特殊的工况。总体来说，目前的润滑技术已经取得了巨大进步，但是依然处在发展前进的过程中。最近，美国阿贡国家实验室研究发现，石墨烯作为一种润滑材料，具有出色的抗磨性质，能适应多种运用环境。
在阿贡国家实验中心，纳米技术科学家Anirudha Sumant和他的同事对厚度只有一个原子的石墨烯材料进行了抗磨实验。实验中，把石墨烯材料涂在一枚钢球和铁片之间，实验结果发现，哪怕只有单原子层厚度的石墨烯可以经受6500多次研磨，这个实验结果大大超出了常规的固体材料石墨、二硫化钼来。
“6500转的研磨次数是个什么概念？为了便于比较，我们看看这些数据：要经受1000次的类似研磨，需要1000层左右的常规润滑剂。相较而言，石墨烯的抗磨性能具有显著的优势。” Sumant说。
石墨用于工业润滑剂，已经有40多年的历史，但是石墨有它的缺点，在潮湿的环境下，石墨的润滑效果很好，但是在干燥环境里，石墨的润滑作用大打折扣，这个缺点限制了石墨的使用。
石墨的缺点来源于它的结构——石墨是三维结构，空气里的水分子会进入石墨的层状分子间，与石墨分子交织引起润滑，如果环境比较干燥，没有足够的水分子进入石墨分子结构，润滑效果就下降。
二硫化钼是我们熟知的润滑剂，既可以作为单独的润滑剂，也可以作为极压添加剂。二硫化钼的性质刚好和石墨相反，二硫化钼在干燥的条件下非常有效，但是潮湿的环境性能会受到影响。在工业运用环境中，寻找一种能适应多变条件的润滑剂很有意义。
阿贡实验中心的材料科学家Ali Erdemir说：“石墨烯的二维结构赋予了它很大优势，它可以直接附着在不锈钢球的表面，连氢原子都不能透过。”
在以往的文献中，Sumant和他的同事对多层的石墨烯也进行了研究，这一次研究则是针对于单层的石墨烯。对多层片的石墨烯进行的研究发现，它们同样能适应干燥和潮湿的环境，因此，算是一种没有“硬伤”的固体润滑剂。但是，单层片结构石墨烯的相关性能仍需检测。
在含有纯氢气的环境中，Sumant的小组发现石墨烯的使用寿命显著增加，当石墨烯的单层分子开始磨蚀时，氢原子能对磨蚀的结构到修复作用，当石墨烯的分子结构出现“缺口”时，氢原子就予以修复——这也是氢原子进入石墨烯分子层的唯一方式，这意味着石墨烯在这样的条件下，有望一直保持无损状态。
过去也有相关研究人员做过实验，探究单层结构石墨烯的机械强度，但是阿贡实验室是首家专门研究单层石墨烯抗磨特性的专业机构。
