本文采用分子动力学模拟,对石墨烯带(一维)、石墨烯片(二维)的热学和力学性质进行了研究。　　石墨烯是由单层碳原子组成的纳米材料,具有优良的热学和力学性质。石墨烯被认为是世界上最硬的材料,其硬度是钢铁的200倍。为了使石墨烯能够应用在热导率可调节的热管理系统中,我们利用非平衡态分子动力学的方法研究了石墨烯带的热导率在不同应变情况下的变化。通过计算发现,石墨烯带的热导率对拉伸很敏感,在压缩应变下石墨烯的热导率变化很小。我们通过在不同应变(拉伸、压缩)情况下石墨烯的键长、键角以及其声子谱的态密度的变化对石墨烯在应变下热导率变化趋势作出了解释。　　无缺陷的碳纳米管和石墨烯虽然具有良好的力学性质,但是由于其单层原子结构特征,力学性能表现对缺陷、位错、预应变等很敏感。我们研究了由石墨烯带编织成的石墨烯片的力学性质。为了研究石墨烯带之间成键对其力学性质的影响,我们考虑了石墨烯带边缘用氢钝化和没有钝化两种情况。通过计算发现,边缘用氢钝化的情况下编织的石墨烯片的力学性质甚至超过了没有编织的石墨烯带的力学性质,相反边界没有被氢钝化的情况下编织的石墨烯片的力学性质就比较差。我们通过计算每个碳原子上的应力来得到整个编织的石墨烯片的应力分布并解释了这个结果。　　本文还运用非平衡态分子动力学模拟研究了在富勒烯嵌入(10,10)碳纳米管的模型里,富勒烯在不同热流情况下的动力学行为。利用热泳力的原理,在碳纳米管上构造了由温度梯度形成的一维势垒。理论上,可以通过操纵冷、热源的位置来控制碳纳米管内富勒烯的位置。　　我们最后总结和展望了关于石墨烯和碳纳米管的力学和热学性质研究。随着石墨烯和碳纳米管在应用上的广泛使用和发展,我们相信石墨烯和碳纳米管的力学和热学性质在未来将引起更加广泛的了解和重视。