石墨烯在复合材料中的应用
石墨烯材料的特性与应用
石墨烯材料的特性与应用石墨烯是一种由碳原子排列成的薄膜，属于二维材料。
它具有出色的导电性、热导性和力学性能，极高的比表面积和柔韧性使其成为许多领域的研究热点。
1. 石墨烯的结构和特性石墨烯的结构类似于一张网格，由一层厚度为一个原子的碳晶格组成。
这种构造使其具有出色的电子传输性能。
该材料的电荷载流子迁移速度非常快，比传统的材料如硅快几倍。
此外，石墨烯的热导率极高，可以有效地传递热量。
这些性质使其成为许多电子学和热学应用领域的理想材料。
2. 石墨烯的应用石墨烯已经在许多领域中得到广泛应用。
以下是一些重要的应用领域：2.1 电子学应用由于石墨烯具有出色的导电性，因此它在电子学领域有广泛的应用。
石墨烯可以用于制造电子元件，如晶体管、集成电路等。
它还可以用于制造光电元件和传感器，如透明导电膜和生物传感器。
2.2 储能材料石墨烯可以用于制造储能器件，如锂离子电池和超级电容器。
其高比表面积和出色的电荷传输速度可以提高储能器件的性能。
石墨烯也可以用于制备储氢材料，这对开发氢燃料电池具有重要意义。
2.3 纳米复合材料石墨烯可以用于制造各种纳米复合材料，如聚合物基复合材料、金属基复合材料等。
石墨烯可以加强复合材料的力学性能，并且可以用于保护材料免受化学和环境腐蚀。
2.4 生物医学应用石墨烯在生物医学领域中也有许多应用。
它可以用于制造药物载体、生物传感器和各种医用材料。
石墨烯也可以用于研究肿瘤及其他疾病的治疗方法，如光疗和热疗。
3. 石墨烯的未来发展石墨烯在各个领域的应用前景广阔。
目前，石墨烯的产量和生产成本仍然很高，生产技术也存在许多难题。
因此，石墨烯的商业化应用仍然需要更多的研究和开发。
未来，石墨烯的大规模生产技术将会得到进一步的发展，其在各个领域的应用将会更为广泛。
总之，石墨烯是一个有着巨大潜力的材料。
它的优异特性使其成为了高效电子器件和新型材料的重要材料，在未来将充满无限的发展和应用前景。
有机硅和石墨烯的复合材料有哪些应用
有机硅和石墨烯的复合材料有哪些应用有机硅和石墨烯的复合材料是近年来新兴的一类材料，是将有机硅与石墨烯两种材料进行复合制备而成，具有优良的力学性能、导电性能和耐高温耐腐蚀性能等多种特性。
下面将重点分析有机硅和石墨烯的复合材料在各领域的应用。
一、电子领域有机硅和石墨烯的复合材料在电子领域有广泛的应用。
首先，由于石墨烯具有非常好的导电性能，可以作为电子器件的电极材料；其次，有机硅和石墨烯的复合材料也可以作为可拉伸电子器件的基材，可以在可拉伸的基材上制备出高性能、柔性的电子器件，这对柔性电子和可穿戴设备的发展有着重要的作用。
二、能源领域有机硅和石墨烯的复合材料在能源领域的应用也十分广泛。
首先，由于石墨烯具有非常好的导电性能和光学性能，可以被用于太阳能电池的电极材料；其次，有机硅和石墨烯的复合材料也可以被用于储能装置的电极材料，具有优秀的充放电性能和循环稳定性；此外，有机硅和石墨烯的复合材料也可以用于制备高性能锂离子电池，能够大大提高电池的性能。
三、材料加工领域有机硅和石墨烯的复合材料在材料加工领域的应用越来越广泛。
首先，有机硅和石墨烯的复合材料可以在制备碳材料时作为模板，可以制备出高度有序的阵列结构，对制备高性能的碳材料有着非常重要的作用；其次，有机硅和石墨烯的复合材料还可以作为粘合剂，在材料加工时起到重要的作用。
四、生物医学领域有机硅和石墨烯的复合材料在生物医学领域的应用也十分广泛。
首先，石墨烯具有优异的生物相容性，可以被用于制备高性能的生物医学材料；其次，有机硅和石墨烯的复合材料可以被用于制备高性能的药物输送系统，能够提高药物的稳定性和生物利用度；此外，有机硅和石墨烯的复合材料还可以被用于制备高性能的生物传感器和生物成像材料。
综上所述，有机硅和石墨烯的复合材料具有广泛的应用前景，在各领域有着重要的应用价值。
我们相信，在未来的发展中，有机硅和石墨烯的复合材料将能够发挥更加重要的作用，为社会的发展做出更大的贡献。
石墨烯复合材料的研究及其应用
石墨烯复合材料的研究及其应用任成，王小军，李永祥，王建龙，曹端林摘要：石墨烯因其独特的结构和性能，成为物理化学和材料学界的研究热点。
本文综述了石墨烯复合材料的结构和分类，主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料。
并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。
关键词：石墨烯；复合材料；纳米粒子；含能材料Research and Application of Graphene compositesABSTRACT: Graphene has recently attracted much interest in physics,chemistry and material field due to its unique structure and properties. This paper reviews the structure and classification of graphene composites, mainly inclouding graphene-nanoparticles composites, graphene-polymer composites and graphene-carbonmaterials composites. And resume the application of graphene composites in the field of catalysis, electrochemistry, biological medicine and energetic materials.Keywords: graphene; composites; nanoparticles; energetic materials石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim[1-3]等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。
石墨烯复合材料的制备、性能与应用
石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要：纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。
它是现代科学技术的重要内容，也是未来技术的主流。
是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。
石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。
由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。
综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。
关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一，石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料，其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。
研究表明，石墨烯具有优良的电学性质，力学性能及可加工性。
石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题，如何简单，快速，绿色地制备其复合材料，而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。
通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。
通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。
采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。
研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。
通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。
制备的复合材料具有优良的导电性，同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。
本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点，渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。
石墨烯增强金属复合材料的电子应用
石墨烯增强金属复合材料的电子应用石墨烯，作为一种新型的二维材料，因其卓越的导电和导热性能，引起了广泛的研究兴趣。
近年来，人们发现将石墨烯与金属复合，可以大幅度提升复合材料的性能，尤其在电子应用领域中具有重要的潜力。
本文将探讨石墨烯增强金属复合材料在电子领域中的应用，涉及增强导电性能、提高器件性能和实现柔性电子器件三个方面。
一、增强导电性能石墨烯具有极高的电子迁移率和导电性能，而金属则具有较低的电阻率和良好的导电性能。
将二者复合后，石墨烯可以作为金属材料的导电网络，从而提供更好的导电性能。
通过控制石墨烯的含量和分散性，可以实现复合材料的导电性能的调控。
这为电子元器件和热管理领域提供了一种新的解决方案。
二、提高器件性能石墨烯增强金属复合材料在各种电子器件中都发挥了积极的作用。
以柔性显示器为例，常规的金属导电层常常出现折叠和断裂的问题，而石墨烯增强的金属复合材料可以有效地解决这一问题。
石墨烯的柔性和强度使得复合材料具备抗折叠和抗断裂的特性，从而提高了器件的稳定性和可靠性。
此外，石墨烯增强金属复合材料还可以应用于智能穿戴设备、传感器和太阳能电池等领域。
在智能穿戴设备中，复合材料的高导电性和柔性特性可以提供更好的电流传输和易于弯曲的特性，使得设备更轻薄舒适。
在传感器领域，复合材料的高导电性和高灵敏度可以提高传感器的检测性能。
在太阳能电池中，复合材料的高导电性可以增强电荷传递效率，从而提高能量转换效率。
三、实现柔性电子器件石墨烯增强金属复合材料具备优异的柔性和可塑性，使得其在柔性电子器件领域具有广阔的应用前景。
通过将复合材料应用于柔性电路板、柔性传感器和可穿戴设备等领域，可以实现更加轻薄、柔性和可弯曲的电子器件。
石墨烯增强金属复合材料的优异电子性能和柔性特性相结合，将为柔性电子器件的发展提供良好的技术支持。
综上所述，石墨烯增强金属复合材料在电子应用领域中具有重要的潜力。
通过优化石墨烯的含量和分散性，可以实现复合材料的导电性能的提升，从而在电子器件中发挥积极作用。
【精品文章】几种石墨烯复合材料制备方法及催化应用介绍
几种石墨烯复合材料制备方法及催化应用介绍
石墨烯具有独特的热、电和光学性能，并以高的比表面积性能，使其非常适于用作复合材料的理想载体。
目前，石墨烯基复合材料广泛应用于传感器、新能源、光催化、电容器、生物材料等领域，特别是在在光催化和电催化领域，具有广阔应用前景。
下面小编介绍石墨烯复合材料在催化领域应用。
一、石墨烯/TiO2复合材料
1、石墨烯/TiO2复合材料光催化性能
石墨烯作为TiO2光催化材料的载体，不仅可以提高催化材料的比表面积和吸附性能，还能够抑制TiO2内部光生载流子的复合，降低了电子-空穴对的重组率，从而促进TiO2的光催化性能，提高其利用效率，因此制备TiO2/石墨烯复合材料可以进一步提高材料的光催化活性。
石墨烯/TiO2复合材料光催化机理示意图
2、石墨烯/TiO2复合材料制备方法
目前，石墨烯/TiO2复合材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法和水热法等。
两种方法对于石墨烯的前体准备都是通过Hummers法得到氧化石墨烯，然后通过还原手段一步法得到还原氧化石墨烯/TiO2复合材料。
左图：石墨烯结构示意图；右图：氧化石墨烯结构示意图
（1）溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法通常是将钛的前体与氧化石墨烯溶液混合并搅拌均匀，氧化石墨烯通过氢键作用力与钛的前体结合并发生缩合、聚合反应最终形成具有Ti-O-Ti三维网络结构的凝胶，然后经过干燥、焙烧、研磨得到石墨烯。
石墨烯及其复合材料的制备与应用
石墨烯及其复合材料的制备与应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体，具有独特的物理和化学性质。
自它的发现以来，人们对石墨烯的制备与应用进行了广泛的研究。
本文将介绍一些石墨烯的制备方法，以及石墨烯与其他材料的复合，以及它们的应用。
石墨烯的制备方法有多种，其中最常用的是机械剥离法和化学气相沉积法。
机械剥离法是通过用胶带剥离石墨矿石表面的石墨层来得到石墨烯。
这种方法简单易行，但只能制备少量的石墨烯。
化学气相沉积法则是将碳源气体（如甲烷）在金属基底上热解，生成石墨烯。
这种方法可以制备大面积的石墨烯，但需要高温和特殊的实验条件。
石墨烯与其他材料的复合可以改善其性能，并拓宽其应用范围。
例如，石墨烯与聚合物的复合材料具有优异的导电性和机械性能。
这种复合材料可用于制备柔性显示器和电子设备。
此外，石墨烯与金属氧化物的复合材料具有良好的催化性能，可用于电催化和能源转换。
石墨烯与纳米粒子的复合材料还具有优异的光学性能，可用于光学传感和光催化。
除了复合材料，石墨烯还有许多其他的应用。
例如，石墨烯在电子器件中的应用已经引起了广泛的关注。
由于石墨烯具有极高的电子迁移率和较低的电阻率，使得它成为理想的导电材料。
石墨烯晶体管已被用于制备高性能的智能手机和电子设备。
此外，石墨烯还可以用于制备超级电容器和锂离子电池，以提高储能性能。
石墨烯还可以用于制备高强度的复合材料，用于航空航天和汽车工业。
然而，石墨烯的大规模制备和应用仍然面临一些挑战。
一方面，石墨烯的制备成本较高，制备方法仍需要进一步改进。
另一方面，石墨烯在生物医学领域的应用还需要深入研究。
尽管石墨烯具有许多独特的性质，但其在生物体内的生物相容性和毒性仍然存在争议。
综上所述，石墨烯及其复合材料具有巨大的应用潜力。
石墨烯的制备方法日趋成熟，可以制备大面积和高质量的石墨烯。
与其他材料的复合可以改善石墨烯的性能，拓宽其应用范围。
石墨烯在电子器件、能源储存和复合材料等领域具有广阔的应用前景。
石墨烯复合材料的合成与应用
石墨烯复合材料的合成与应用
石墨烯是一个由碳原子形成的二维晶体结构，其独特的结构和性质赋予了它在材料科学领域中极高的潜力。
石墨烯的电子运动速度非常快，热传导和机械强度也非常强，使得它可以应用于许多不同的领域。
然而，由于石墨烯本身非常薄，并且很难大规模生产，因此将石墨烯与其他材料复合以获得更好的物理特性是一种实现其实用化的有效方法。
在石墨烯复合材料中，石墨烯通常被包裹在其他材料的基质中，以防止其在处理过程中的损失。
一些石墨烯复合材料的例子包括石墨烯复合纳米颗粒，石墨烯微片/树脂复合材料和石墨烯聚合物复合材料。
合成石墨烯复合材料的方法通常包括物理、化学和机械方法。
其中，化学还原法是一种较为常见的方法，它使用还原剂将石墨烯氧化物转化为石墨烯，并在此过程中与其他材料进行混合。
石墨烯复合材料在许多领域中都有应用。
例如，在电子学领域，石墨烯复合材料可以帮助改进锂离子电池和太阳能电池的性能。
在机械领域，石墨烯聚合物复合材料可以用于生产更耐用和轻便的汽车部件。
在生物领域，石墨烯复合材料可以用于制备生物传感器和药物输送系统。
目前，虽然石墨烯复合材料已经得到了广泛的研究，但在其实际应用方面仍面临一些挑战。
例如，石墨烯的大规模生产和处理仍然面临许多困难。
同时，石墨烯与其他材料的复合过程也需要更多的研究和改进。
总的来说，石墨烯复合材料具有巨大的潜力，因为它们可以在许多不同的领域中提供独特的性能。
我们相信，随着技术的进步和更多的研究，石墨烯复合材料将会在未来的科技创新中发挥越来越重要的作用。
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石墨烯在复合材料中的应用龚欣（东南大学机械工程学院南京211189）摘要：介绍了石墨烯与有机高聚物、无机纳米粒子以及其它碳基材料的复合物，同时展望了这些材料在相关领域中的应用前景．关键词：石墨烯纳米复合材料2004年至今, 关于石墨烯的研究成果已在SCI检索期刊上发表了超过2000篇论文, 石墨烯开始超越碳纳米管成为了备受瞩目的国际前沿和热点．基于石墨烯的纳米复合材料在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景．目前研究的石墨烯复合材料主要有石墨烯/聚合物复合材料和石墨烯/无机物复合材料两类，其制备方法主要有共混法、溶胶-凝胶法、插层法和原位聚合法.本文将对石墨烯的纳米复合材料及其性能等方面进行简要的综述．一、基于石墨烯的复合物利用石墨烯优良的特性与其它材料复合可赋予材料优异的性质．如利用石墨烯较强的机械性能，将其添加到高分子中，可以提高高分子材料的机械性能和导电性能；以石墨烯为载体负载纳米粒子，可以提高这些粒子在催化、传感器、超级电容器等领域中的应用．1.1 石墨烯与高聚物的复合物功能化后的石墨烯具有很好的溶液稳定性，适用于制备高性能聚合物复合材料．根据实验研究，如用异氰酸酯改性后的氧化石墨烯分散到聚苯乙烯中，还原处理后就可以得到石墨烯-聚苯乙烯高分子复合物．该复合物具有很好的导电性，添加体积分数为1%的石墨烯时，常温下该复合物的导电率可达0.1S/M，可在导电材料方面得到的应用．添加石墨烯还可显著影响高聚物的其它性能，如玻璃化转变温度(Tg)、力学和电学性能等．例如在聚丙稀腈中添加质量分数约1%的功能化石墨烯，可使其Tg 提高40℃．在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中仅添加质量分数0.05%的石墨烯就可以将其Tg提高近30℃．添加石墨烯的PMMA比添加膨胀石墨和碳纳米管的PMMA具有更高的强度、模量以及导电率．在聚乙烯醇（PVA）和PMMA中添加质量分数0.6%的功能化石墨烯后，其弹性模量和硬度有明显的增加．在聚苯胺中添加适量的氧化石墨烯所获得的聚苯胺-氧化石墨烯复合物的电容量（531F/g）比聚苯胺本身的电容量（约为216F/g）大1倍多，且具有较大的拉伸强度（12.6MPa）．这些性能为石墨烯-聚苯胺复合物在超级电容器方面的应用创造了条件．石墨烯在高聚物中还可形成一定的有序结构．通过还原分散在Nafition膜中的氧化石墨烯，可获得有序排列的石墨烯阵列结构．采用液氮冷冻法和模板法，也能在高聚物中形成三维有序的石墨烯结构．这些有序的结构使石墨烯复合材料在电子材料（如晶体管、太阳能电池）和催化剂载体等领域有着潜在的应用1.2石墨烯／纳米粒子复合物可与石墨烯形成复合物的纳米粒子有很多，如负载金属纳米粒子（Pt，Au，Pd，Ag）、氧化物纳米粒子（Cu2O，TiO，SnO2）、以及量子点CdS等等．这些石墨烯纳米粒子复合物具有在催化、生物传感器、光谱学等领域应用的独特性能．在正己醇中利用硝酸钴原位分解可形成氧化石墨烯Co3O4复合材料，在水异丙醇体系中通过水解醋酸铜可制得多种形貌（纺锤、球、颗粒团簇等）的氧化石墨烯CuO 复合材料．这些复合物具有很好的催化性能，在催化火箭推进剂高氯酸铵时，不仅可以降低其分解温度，而且还可以提高其放热量．采用水-乙二醇体系制备的石墨烯Pt纳米粒子复合物具有较好甲醇燃料电池的催化性能，同时具有较好的抗中毒性，这对石墨烯Pt复合物在燃料电池中的应用具有很好的指导意义．此外，石墨烯-纳米Pt复合物在葡萄糖传感器方面也有很好的应用．用乙酸钯与水相中氧化石墨烯进行离子交换，再用H2气还原，可以获得石墨烯Pd纳米粒子复合物．与其它碳质材料-纳米Pd粒子复合物相比，石墨烯Pd纳米粒子复合物在SuzuKi Miyaura耦合化学合成中具有更高的催活性，其单位时间分子转化频率值达到了39000h-1以氧化石墨烯为载体利用银镜反应可制备出柔韧性、稳定性和分散性都很好的纳米银膜，使得纳米氧化石墨烯-纳米Ａｇ粒子复合物的悬浮液、膜、ＴＥＭ和ＦＳＥＭ和负载银粒子后氧化石墨烯的拉曼峰增强贵金属膜在液相中的应用成为可能．另外，将银片依次浸入甲基硅烷化的氧化石墨烯溶液及贵金属（金或银）溶胶中，可制得三明治状的银片/氧化石墨烯/贵金属复合物．以乙二醇为还原剂可将氧化石墨烯及贵金属盐（金或铂）同时还原，一步制得石墨烯负载的贵金属复合物．这些复合物具有很好的光学性能，可使石墨烯（或氧化石墨烯）的拉曼信号得到明显增强．采用表面沉积金种的方法，也可在石墨烯表面制得星型的金纳米粒子-石墨烯复合物．石墨烯纳米粒子复合物在锂离子电池、超级电容器及燃料电池等电源材料领域中的应用正在深入．以石墨烯膜作为电极材料在锂电池中有很大的放电容量（680mA·h/g），但其充放电的循环性较差，第二次的放电容量仅为首次放电容量的15％（86mA·h/g）．以醋酸铜和氧化石墨烯为前驱体原位反应可得到石墨烯Cu2O复合物．将之作为锂电池阳极材料时，其首次放电容量可达1100mA·h/g，但循环稳定性还有待提高．在乙二醇中机械混合石墨烯和SnO2纳米粒子，可制得电池容量很大的复合物，其第二次放电容量也能达到860mA·h/g．由TiCl3的水解和高温热处理制得的石墨烯TiO2复合物也具有较好的锂电池充放电性能．超级电容器是介于电池与传统电容器之间的新型储能器件，具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽和安全性高等特点，近年来已被广泛应用于移动通讯、信息技术、航空航天和国防科技等领域．基于石墨烯的纳米粒子复合物是超级电容器的理想电极材料．石墨烯较大的比表面积有利于纳米粒子的高度分散，优异的导电性有利于在电化学过程中电子从纳米粒子向石墨烯基体的转移，可有效抑制在超级电容器电化学循环过程中发生因团聚而形成的钝态膜现象，提高电极材料循环性能．如氧化石墨烯-纳米MnO2复合物，当负载量m（MnO2）:m（氧化石墨烯）＝15∶1时，复合材料在第1000个电化学循环的电容保持率由69.0％提升至84.1％，循环性得到了有效的提高．目前，石墨烯 纳米粒子的研究主要集中于一元纳米粒子的复合，关于多元纳米粒子组合的报道还非常少．如制备的Pt-Ru/石墨烯复合物在甲醇催化氧化等领域有潜在的应用前景．除了研究由Pt和Ru等贵金属所制得的合金纳米粒子外，开发少Pt或代Pt 催化剂，或在Pt中添加过渡金属元素M（Co，Ni，Fe，Cr），使之形成Pt-M合金，以调节催化剂的电子因素和几何因素，从而降低成本，提高复合物的电化学活性，有望在甲醇燃料电池催化剂领域得到推广和应用．1.3石墨烯与碳基材料（碳纳米管、富勒烯）的复合物石墨烯与其它碳基材料（如碳纳米管、富勒烯）的复合物也具有许多独特的性能．石墨烯与富勒烯复合物具有很好的锂电池性能，其充放电容量、循环效率均得到很大的提高，使之在能量存储方面具有潜在的应用前景．Henie通过模拟计算发现富勒烯插层的石墨烯复合物对于H2气具有很好的存储效果．此外，添加氧化石墨烯也有利于碳纳米管膜的制备，形成的石墨烯-碳纳米管复合物膜具有很大的导电率，较好的柔韧性，从而使之在场发射设备中具有潜在的应用前景．二、功能化石墨烯的相关应用通过对石墨烯进行功能化, 不仅可以提高其溶解性, 而且可以赋予石墨烯新的性质, 使其在聚合物复合材料, 光电功能材料与器件以及生物医药等领域有很好的应用前景.2.1 聚合物复合材料基于石墨烯的聚合物复合材料是石墨烯迈向实际应用的一个重要方向. 由于石墨烯具有优异的性能和低廉的成本, 并且, 功能化以后的石墨烯可以采用液加工等常规方法进行处理, 非常适用于开发高性能聚合物复合材料. Ruoff教授等首先制备了石墨烯- 聚苯乙烯导电复合材料, 引起了极大的关注. 他们先将苯基异氰酸酯功能化的石墨烯均匀地分散到聚苯乙烯基体中, 然后用二甲肼进行还原, 成功地恢复了石墨烯的本征导电性, 其导电临界含量仅为0.1%.Brinson教授等系统研究了功能化石墨烯-聚合物复合材料的性能, 发现石墨烯的加入可以使聚甲基丙烯酸甲酯的模量、强度、玻璃化转变温度和热分解温度大幅度提高, 并且石墨烯的作用效果远远好于单壁碳纳米管和膨胀石墨; 加入1%的功能化石墨烯, 可以使聚丙稀腈的玻璃化转变温度提高40℃, 大大提高了聚合物的热稳定性.Chen等制备了磺酸基以及异氰酸酯功能化的石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)的复合材料, 并研究了该材料在红外光触发驱动器件(Infrared-Triggered Actuators)中应用. 他们发现,只需加入1 wt%的石墨烯, 就可以使TPU复合材料的强度提高75%, 模量提高120%. 进一步的研究表明, 磺酸基功能化的石墨烯复合材料具有很好的红外光响应性. 该复合薄膜经红外光照射后可以迅速收缩,将21.6 g的物品提升3.1 cm. 并且, 经反复拉伸－收缩10次, 该薄膜始终保持较高的回复率和能量密度, 表明基于该石墨烯复合材料的光驱动器件表现出良好的驱动性能及循环稳定性, 具有很好的应用前景.2.2 光电功能材料与器件新型光电功能材料与器件的开发对电子、信息及通讯等领域的发展有极大的促进作用. 其中, 非线性光学材料在图像处理、光开关、光学存储及人员和器件保护等诸多领域有重要的应用前景. 好的非线性光学材料通常具有大的偶极矩和π体系等特点, 而石墨烯的结构特征正好符合这些要求. Chen等设计并合成了一类由强吸光基团(如卟啉)修饰的石墨烯材料. 通过系统的结构和非线性光学性质研究, 获得了性能比C60(现有公认的最好的有机非线性光学材料之一)更加优秀的非线性光学纳米杂化材料, 并且这类材料具有优良的稳定性和溶液可处理性, 可望在特种光学器件领域获得应用．场效应晶体管(FET)是另一类具有重大应用前景的电子器件, 石墨烯是被认为是拥有巨大潜力的新型FET材料. Dai等首先制备了PmPV功能化的石墨烯带, 该纳米带的宽度可以在50~10 nm以下, 具有多种形态和结构. 他们发现, 当石墨烯纳米带的宽度在10 nm以下时, 呈现出明显的半导体性质, 利用该纳米带制备了基于石墨烯的FET, 其室温下的开关比可达107．Chen等研究了具有溶液可处理性的功能化石墨烯(SPFGraphene)在透明电极和有机光伏等器件中的应用. 基于石墨烯的柔性透明导电薄膜在80%的透光率下, 其方块电阻为 102Ω/m2, 可望在透明电极及光电器件等方面获得广泛的应用; 他们还设计并制备了以SPFGraphene作为电子受体, 具有体相异质结结构的有机光伏器件, 其在空气条件下的光电转化效率可达1.4%．2.3 生物医药应用由于石墨烯具有单原子层结构, 其比表面积很大, 非常适合用作药物载体. Dai等首先制备了具有生物相容性的聚乙二醇功能化的石墨烯, 使石墨烯具有很好的水溶性, 并且能够在血浆等生理环境下保持稳定分散; 然后利用π-π相互作用首次成功地将抗肿瘤药物喜树碱衍生物(SN38)负载到石墨烯上, 开启了石墨烯在生物医药方面的应用研究.利用氢键作用, 以可溶性石墨烯作为药物载体, 实现了抗肿瘤药物阿酶素(DXR)在石墨烯上的高效负载. 由于石墨烯具有很高的比表面积, DXR的负载量可达2.35 mg/mg, 远远高于其它传统的药物载体(如高分子胶束, 水凝胶微颗粒以及脂质体等的负载量一般不超过1 mg/mg). 另外, 还通过调节pH值改变石墨烯与负载物的氢键作用, 实现了的可控负载和释放. 研究发现, DXR在中性条件下负载量最高, 碱性条件下次之, 酸性条件下最低, 其释放过程也可以通过pH 值来控制. 他们还利用四氧化三铁功能化的石墨烯作为药物载体, 研究了其靶向行为. DXR在四氧化三铁功能化的石墨烯上的负载量可达1.08 mg/mg, 高于传统药物载体. 该负载物在酸性条件下可以发生聚沉, 并且可以在磁场作用下发生定向移动, 在碱性条件下又可以重新溶解. 以上研究表明, 功能化的石墨烯材料可望用于可控释放及靶向控制的药物载体, 在生物医药和生物诊断等领域有很好的应用前景.三、展望目前，无论在理论还是实验研究方面，石墨烯均已展示出重大的科学意义和应用价值，且已在生物、电极材料、传感器等方面展现出独特的应用优势．随着对石墨烯研究的不断深入，其内在的一些特殊性能如荧光性能、模板性能等也相继被发现．相信这种具有特殊二维纳米的碳基材料仍然隐藏着许多更加优异的性能，有待进一步挖掘．此外，基于石墨烯复合物材料的研究也将为石墨烯的应用提供实验和理论的基础．如石墨烯的表面修饰，使得石墨烯能够在不同的溶剂（水、有机、极性和非极性等溶剂）中形成稳定的分散体系，大大方便了石墨烯复合材料的制备和研究；石墨烯与高分子材料之间的复合物也已在导电率、超级电容器和机械性能等方面展现出优异的性能；负载纳米粒子的石墨烯的研究也显示出这类复合物在催化、传感和电池等方面有着巨大的应用潜能．总的说来，目前石墨烯材料的研究范围较窄，还面临着许多问题和挑战，比如与其它高聚物的相容性、石墨烯与无机粒子的相互作用本质，复合物性能的开发等等，仍亟待进一步深入研究．可以说，石墨烯的出现给科学家们提供了一个充满魅力和想象空间的研究对象，也许在不久的将来，石墨烯会在不同领域得到重大应用而改变我们的生活．参考文献【1】徐超，陈胜，汪信基于石墨烯的材料化学进展应用化学，2011【2】黄毅，陈永胜石墨烯的功能及其相关应用中国科学，2009【3】傅强，包信和石墨烯的化学进展研究科学通报 2009【4】赵远，黄伟九石墨烯及其复合材料的制备及性能研究进展重庆理工大学学报 2011【5】周俊文，马文石石墨烯及其纳米复合材料的研究化工新型材料 2010 【6】维基百科 /wiki/%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF 【7】公超，严红侠，马雷，张梓军石墨烯在聚合物复合材料中的应用化学工业与工程 2011。