石墨烯聚合物复合材料的研究现状及前景论文1 推荐
石墨烯复合材料的研究进展
石墨烯复合材料的研究进展一、本文概述石墨烯，作为一种新兴的二维碳纳米材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，其独特的物理、化学和机械性能引起了全球科研人员的广泛关注。
凭借其优异的导电性、高比表面积、良好的热稳定性和出色的力学性能，石墨烯在多个领域，特别是复合材料领域，展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在全面综述石墨烯复合材料的研究进展，探讨其制备技术、性能优化以及在能源、环境、生物医学等领域的应用现状，并展望未来的发展趋势。
通过对相关文献的梳理和分析，我们期望能为读者提供一个清晰、系统的石墨烯复合材料研究脉络，为未来的科研工作和实际应用提供有益的参考。
二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料的制备方法多种多样，这些方法的选择和应用主要取决于所需复合材料的特性、石墨烯的形貌和尺寸、以及复合材料的应用领域。
以下是几种主要的石墨烯复合材料制备方法：溶液混合法：这种方法是制备石墨烯复合材料最简单、最直接的方法之一。
通过将石墨烯粉末或石墨烯溶液与基体材料溶液混合，然后进行搅拌、超声处理或热处理，使石墨烯均匀分散在基体材料中。
这种方法的优点是操作简单，可以大规模生产，但石墨烯的分散性和均匀性可能受到影响。
原位聚合法：这种方法通过在石墨烯表面引发聚合反应，使石墨烯与聚合物基体直接化学键合。
这种方法可以显著提高石墨烯与基体之间的界面相互作用，增强复合材料的性能。
然而，这种方法通常需要较高的反应温度和压力，操作相对复杂。
熔融共混法：这种方法是将石墨烯粉末直接与熔融的聚合物基体混合，然后通过热处理和机械搅拌使石墨烯均匀分散在基体中。
这种方法适用于高温稳定的聚合物基体，可以制备出高性能的石墨烯复合材料。
气相沉积法：这种方法通过在气相中分解含碳前驱体，使碳原子在基体表面沉积形成石墨烯。
这种方法可以制备出高质量的石墨烯，且石墨烯与基体之间的结合力强。
然而，这种方法需要特殊的设备和技术，成本较高。
近年来，随着科学技术的不断发展，新型的制备方法如3D打印、静电纺丝等也逐渐应用于石墨烯复合材料的制备。
石墨烯材料的最新研究进展及其应用前景
石墨烯材料的最新研究进展及其应用前景石墨烯，是由石墨单层经过机械剥离或还原氧化石墨所得的一种新型碳纳米材料。
它具有高的电导率、热导率、机械强度和柔韧性等特点，被誉为“21世纪的材料之王”。
近年来，石墨烯材料在新型电子器件、光电器件及生物医学等领域的应用前景备受关注。
本文将围绕石墨烯材料最新研究进展及其应用前景这一主题，进行探讨与分析。
一、制备方法及表征技术的进展目前，石墨烯的制备方法主要有化学气相沉积（CVD）、机械剥离法、还原氧化石墨（GO）法、化学氧化还原法、电化学剥离法等。
其中，化学气相沉积法制备的石墨烯材料制备简单、成本低、可量产，因此目前较为主流。
而机械剥离法虽然操作简单，但存在成本高、产量低等缺点，限制了其在工业化生产中的应用。
此外，还原氧化石墨法在制备过程中产生的废水、废气等污染问题也需要解决。
石墨烯的表征技术主要有拉曼光谱、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等。
拉曼光谱技术主要用于石墨烯的结构分析和缺陷检测，而TEM和SEM则可用于石墨烯的形态与质量检测。
近年来，随着STM、AFM、XPS等技术的不断发展，石墨烯的表面形貌、电子结构等方面的研究也逐渐深入。
二、光电器件应用前景石墨烯作为一种新型材料，在电子器件、光电器件等领域的应用前景十分广泛。
光电器件方面，石墨烯由于其高导电性、良好的透明性和优异的光学性质，尤其适用于太阳能电池、光电探测器等设备的制备。
目前，石墨烯-钨酸盐复合材料的应用已经取得了重大突破，其太阳能光电转化效率高达56%。
此外，石墨烯还可以制备高性能的光电场效应器件。
该器件的制备过程简单，功耗低，响应速度快，可广泛应用于智能手机、电子书等场合。
三、生物医学应用前景石墨烯在生物医学领域的应用也备受瞩目。
石墨烯的高机械强度和柔韧性，使其成为制备仿生机器人、智能假肢等设备的理想材料。
此外，石墨烯的高电导率和生物相容性，还使其具有开发医学传感器、生物诊断器等应用的潜力。
石墨烯聚合物复合材料的制备与性能研究
石墨烯聚合物复合材料的制备与性能研究石墨烯作为一种二维的碳纳米材料，拥有独特的物理和化学性质，引起了广泛的研究兴趣。
而将石墨烯与聚合物复合制备成新型材料，也成为了当前前沿的研究方向之一。
本文将探讨石墨烯聚合物复合材料的制备方法以及相关性能研究进展。
一、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，其中最常用的方法是机械剥离法。
该方法通过在石墨表面使用粘性剂剥离石墨烯，并通过溶剂处理使其分散为独立的石墨烯片。
此外，还有化学气相沉积法、化学还原法等制备方法。
这些方法中，机械剥离法制备的石墨烯具有高质量和大尺寸等优势。
二、石墨烯聚合物复合材料的制备方法将石墨烯与聚合物复合制备成新材料的方法主要有两种：一种是物理混合法，将石墨烯与聚合物经过机械混合、溶剂混合等方式混合制备成复合材料；另一种是化学合成法，通过聚合物的化学反应合成石墨烯聚合物复合材料。
其中，物理混合法简单易行，成本低，但界面结合力较差；而化学合成法能够在石墨烯和聚合物之间形成更加稳定的化学键，增强界面结合力。
三、石墨烯聚合物复合材料的性能研究石墨烯聚合物复合材料的性能研究主要体现在力学性能、热性能、电学性能和光学性能等方面。
力学性能方面，石墨烯的加入可以显著提高聚合物复合材料的强度和刚度。
石墨烯具有极高的抗拉强度和模量，且其二维结构还能减轻材料的密实度，使复合材料更加轻盈。
同时，石墨烯的高柔韧性也能提高聚合物的韧性，增加材料的断裂韧性。
热性能方面，石墨烯的导热性能突出，可以将热量迅速传导到复合材料的整个体积中，提高材料的导热性能。
石墨烯的加入还能提高材料的热稳定性和阻燃性能，减少火灾事故的发生。
电学性能方面，石墨烯是一种优秀的导电材料，可以显著提高聚合物复合材料的导电性能。
这使得复合材料在柔性电子器件、电磁屏蔽等领域具有广泛的应用前景。
光学性能方面，石墨烯具有宽波长吸收和优异的非线性光学性质。
复合材料中的石墨烯可以调控光的传输和吸收特性，使其在光学器件、光电子学等领域有着重要的应用价值。
2024年石墨烯纳米复合材料市场分析现状
2024年石墨烯纳米复合材料市场分析现状引言石墨烯是一种具有优异物理和化学特性的二维纳米材料，已经被广泛应用于各个领域，包括电子、能源、材料和生物学。
石墨烯纳米复合材料是将石墨烯与其他材料相结合形成复合材料，从而提升其力学性能、导电性能和热导率。
本文将对石墨烯纳米复合材料市场的现状进行分析。
石墨烯纳米复合材料的应用领域石墨烯纳米复合材料在各个领域都有广泛的应用。
在电子领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造高性能的晶体管、柔性显示器和导电膜。
在能源领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造高效的锂离子电池和超级电容器。
在材料领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造轻量化、高强度的复合材料。
在生物学领域，石墨烯纳米复合材料可以用于制造抗菌纺织品和生物传感器。
石墨烯纳米复合材料市场规模石墨烯纳米复合材料市场在过去几年呈现出良好的增长态势。
根据市场研究公司的数据，2019年全球石墨烯纳米复合材料市场规模达到了10亿美元，并预计在未来几年将以高于15%的复合年增长率增长。
该增长主要受到电子、能源和材料领域的需求推动。
石墨烯纳米复合材料市场的竞争格局石墨烯纳米复合材料市场目前存在着较为激烈的竞争。
全球各大石墨烯纳米复合材料生产商通过技术创新、合作伙伴关系和市场拓展来争夺市场份额。
目前市场上的主要竞争者包括X公司、Y公司和Z公司等。
这些公司在石墨烯纳米复合材料的研发、生产和销售方面具有较强的实力和竞争优势。
石墨烯纳米复合材料市场的挑战与机遇石墨烯纳米复合材料市场面临着一些挑战和机遇。
首先，石墨烯纳米复合材料的生产成本相对较高，限制了其广泛应用。
其次，在石墨烯纳米复合材料的大规模生产和商业化应用中仍存在一些技术和标准化问题。
然而，随着技术的进步和市场的扩大，这些挑战将逐渐被克服。
未来，石墨烯纳米复合材料市场将迎来更广阔的发展机遇。
结论石墨烯纳米复合材料市场目前正处于快速增长的阶段，拥有广泛的应用领域和潜在的市场需求。
虽然市场存在一些挑战，但随着技术的不断进步和市场的扩大，这些问题将逐渐得到解决。
石墨烯的研究现状与发展趋势展望
石墨烯的研究现状与发展趋势展望摘要：石墨烯被称之为是神奇材料和万能材料，作为一种产生于新时代的新型材料，其本身具有着不容替代的电学、力学以及光学性能。
为此，本篇文章主要分析了石墨烯在国内外的研究现状，并对其未来的应用与发展趋势做出了展望。
关键词：石墨烯；研究发展；发展趋势一、前言碳材料在人类的发展进程中起到了重要的作用，作为一种十分常见且应用频率较高的材料，碳家族不仅仅有世界上硬度最高的金刚石，同时也有柔韧性极好的石墨烯。
目前石墨烯在世界范围内得到了高度的重视，由于其本身具有着较强的导电、导热性能，同时还拥有着高强度、高机械性以及超薄等优点，因此无论是在当下还是在未来均有着十分广阔的发展前景。
二、石墨烯国内外研究现状（一）国外鉴于石墨烯具有着如此之多的优良性能，因此世界各国都积极投入到了对石墨烯技术和产业化发展的研究之中。
其中，美国、日本等发达国家已经取得了阶段性的研究成果，并在各大企业中投入应用，例如IBM与三星公司均在利用石墨烯来生产电子产品。
整体而言，石墨烯技术在国际领域中已经发展的相对成熟，并且在多个行业中都有着较为深入的应用，逐渐呈现出了领先地位。
自2013年开始，有关于石墨烯的23个项目逐渐进入到大众视野，欧盟正式对外宣布，在未来十年将会投入10亿欧元和100个研究团队来进行石墨烯技术开发。
在美国，有多达三百多项的石墨烯研发项目正在积极进行，基本每项的投资额度均在10~50万美元。
通过初步了解可知，美国所研发的石墨烯技术重点倾向于体积更小且运行速度更快的电子器件。
而日本对于石墨烯行业的研究投入则更大，国家政府不仅大力支持相关企业与教育机构的研发工作，同时还在行业内投入了大量的研究资金。
其中索尼公司也在积极研究石墨烯薄膜技术，研究成果令人期待。
（二）国内相较于发达国家而言，我国对石墨烯技术的研究也并不落后。
早在2009年，中国科学院就已经正式推出了“石墨烯研究专项”，国家政府不仅给予了这一科研项目以强大的资金与政策支持，科技部也鼓励诸多企业和个人加入到石墨烯的研究队伍中，在很短的时时间内，便在石墨烯领域取得诸多进展。
石墨烯材料的研究进展论文
新材料石墨烯的研究摘要：石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料。
由于其独特的结构和新奇的物化性能，在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力，已成为纳米复合材料研究的热点。
综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展，并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望。
关键词：石墨烯；纳米复合材料；制备；应用1.材料的基本情况石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，是构成其它碳同素异形体的基本单元。
石墨烯的理论研究已有６０多年的历史，一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。
２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法，得到了稳定存在的石墨烯。
石墨烯的出现颠覆了传统理论，使碳的晶体结构形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。
石墨烯的结构非常稳定。
石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。
这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。
石墨烯是构成石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。
完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。
12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。
石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光；导热系数高于碳纳米管和金刚石，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂，石墨烯是世界上导电性最好的材料。
材料学中的石墨烯复合材料研究
材料学中的石墨烯复合材料研究石墨烯作为一种具有特殊结构和独特性能的二维材料，近年来在材料学领域引起了广泛的关注。
其单层的结构具有高度的强度、导电性和导热性，因此被广泛应用于复合材料的研究中。
本文将通过对石墨烯复合材料的研究进展进行概述，以及石墨烯在不同复合材料中的应用，探讨其在材料学中的潜在应用和发展前景。
一、石墨烯的结构和性能石墨烯是由碳原子形成的二维晶体结构，具有单层碳原子的排列构成，可以看作是一片厚度只有一个原子的石墨。
这种特殊的结构赋予了石墨烯独特的力学性能和电学特性。
石墨烯的强度远远超过钢铁，同时其导电性和导热性也非常出色。
这些优异的性能使得石墨烯成为研究复合材料的理想填充材料。
二、石墨烯复合材料的研究进展石墨烯复合材料是指将石墨烯与其他材料进行复合，从而提高复合材料的性能。
石墨烯可以通过化学气相沉积、机械剥离和还原氧化石墨等方法制备得到。
目前，石墨烯与许多材料如聚合物、金属、陶瓷等进行复合研究已经取得了一系列的重要进展。
1. 石墨烯复合聚合物材料石墨烯可以与聚合物材料进行复合，形成石墨烯复合聚合物材料。
这种复合材料不仅具有石墨烯的优良导电性能和导热性能，还保持了聚合物材料的柔韧性和可加工性。
这种复合材料在柔性电子、传感器和高性能电池等领域具有广泛的应用前景。
2. 石墨烯复合金属材料将石墨烯与金属材料进行复合可以有效提高材料的力学性能和导电性能。
石墨烯在金属基体中形成的三维网络结构可以增强复合材料的强度和硬度，并提高导电性能。
这种复合材料在航空航天、汽车制造和电子器件等领域有着广阔的应用前景。
3. 石墨烯复合陶瓷材料石墨烯与陶瓷材料的复合可以提高材料的力学性能和热导率。
石墨烯在陶瓷基体中形成的纳米级填充物可以增强材料的断裂韧性，并提高导热性能。
这种复合材料在制备高温材料和热管理领域具有广泛的应用前景。
三、石墨烯复合材料的应用前景石墨烯复合材料的研究为材料学领域带来了许多新的应用前景。
石墨烯作为一种优秀的填充材料，在提高复合材料的力学性能、导电性能和导热性能方面具有重要意义。
石墨烯材料的研究进展及其未来应用
石墨烯材料的研究进展及其未来应用伴随着科技的不断发展，材料学科也随之发展，其中石墨烯材料的研究备受瞩目。
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有极高的导电、导热和力学性能，被誉为“万物之王”。
本文将从石墨烯材料的研究现状、石墨烯应用领域以及未来石墨烯材料的发展方向等方面进行分析研究。
一、石墨烯材料的研究现状石墨烯在2004年被发现以来，其研究进展一直是材料科学研究的热点。
在过去的几年里，石墨烯的研究已经进入了裸眼可见阶段。
近年来，石墨烯相关的研究已经涵盖了大面积的领域，从基础物理实验到应用材料，以及从生物医学到能源和环境等等。
石墨烯的制备方法有多种，通常包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法、化学还原法、热水解法等。
这些方法都可以制备出高质量的石墨烯材料。
二、石墨烯应用领域石墨烯作为一种新型的纳米材料，具有许多优异的性能，被广泛研究和应用。
以下是主要的应用领域。
1、电子学领域：由于石墨烯导电性能极佳，可以制备出高效率、灵敏度的电子器件。
石墨烯MEMS传感器、石墨烯晶体管已经被研发出来，其应用在生物传感、车载传感等领域；2、摄像头：石墨烯透明、柔韧性好，制备的石墨烯锁相摄像头凭藉其高透明度而受到了人们的广泛关注；3、电池领域：利用石墨烯的导电性以及空隙结构可以制造出能量密度高、废物排放少的锂离子电池。
4、光电器件领域：利用石墨烯高透射性在加强红外线吸收、放大微弱信号方面具有极高的潜力，可以应用于能源、环境、安全等领域。
5、表面覆盖材料开发：采用石墨烯覆盖的方式能够大幅度改善材料表面的性能，使其在高温、高压、高湿度和氧化气氛等恶劣环境中得以长期稳定地使用。
三、未来石墨烯材料的发展方向虽然石墨烯已经被广泛研究和应用，但是其开发与应用也面临许多挑战。
目前，石墨烯应用的主要难题是大规模制备技术和可重复性。
因此，未来石墨烯材料的发展方向需要集中于以下三个方面：1、开发新的石墨烯合成方法：目前制备石墨烯的方法众多，但是石墨烯的大面积制备和商业化应用仍然是一个挑战。
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石墨烯/聚合物复合材料的研究现状及前景皖西学院材料1102班：2011010373张帅2011010355施含、2011010347陆瑞瑞、2011010611蔡虹、2011010364谢偏、2011010336冯帆摘要：石墨烯是2004年问世的一种具有单原子厚度的二维蜂窝状晶体结构的新型纳米材料，其特殊的结构赋予了它许多新奇的物理性质，如优异的力学性能，良好的导电和导热性能，和极佳的复合材料增强性能，石墨烯作为纳米增强组分, 少量添加可以使聚合物的热学、力学、电学等物理性能得到大幅地提高。
因此其应用领域广泛，受到广大学者科学家的重视。
本文主要介绍聚合物复合材料的界面结构，石墨烯结构和界面，石墨烯/聚合物复合材料的实现和应用以及对未来发展前景的展望。
(9、12、13、17)关键词：石墨烯、聚合物复合材料、界面相容性、材料改性、力学性能、电学性能、热学性能，应用。
Present situation and prospect in Graphene/polymercomposites.Zhang ShuaiShi Han 、Lu Ruirui、Cai Hong 、Xie Pian Feng Fan Abstract:Graphene discovered in 2004 is a atomic two-dimensional(2D)nanomaterials. Due to its unusual molecular structure ,graphene shows many novels ,unique physical and chemical properties ,such as excellent electric conductivity ,thermalconductivity ,thermal stability.Graphene as nano enhanced components, a small amount of added can make polymer thermal, mechanical, electrical and other physical properties are improved significantly.So its application field widely, have drawn the attention of the many scholars scientists.This paper mainly introduces the interface structure of polymer composite materials, graphene structure and interface, implementation and application of graphene/polymer composites as well as on the outlook for the future development prospect.Key words: Graphene,Polymer composite materials Material modification、Mechanical properties、Electrical performance、Thermal properties、application.一：石墨烯/聚合物的研究现状自年石墨烯发现以来，石墨烯的研究成果层出不穷，其中包括，生活领域，医用领域，电化学领域等。
但其中也只是仅仅在实验室研究萌芽之中，具体的应用以及工厂化生产等等还要等待有关理论的进一步发展。
因此，对于石墨烯的性质的更深层次的了解是必不可少的。
石墨烯是ｓｐ２杂化的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的炭材料，这是目前世界上最薄的即单原子厚度的材料，并且有着许多潜在的应用。
｛15｝石墨烯具有优异的力学、热学和电学性能：强度达１３０ＧＰａ，比钢高１００倍，是目前强度最高的材料；热导率可达５００0Ｗ·ｍ－１·Ｋ－１，是金刚石的３倍；石墨烯载流子迁移率高达１５０００ｃｍ２·Ｖ－１·Ｓ－１，是商用硅片的１０倍以上。
石墨烯还有超大的比表面积（２６３０ｍ２／ｇ）室温量子霍尔效应和良好的铁磁性，是目前已知的在常温下导电性能最好的材料，电子在其中的运动速度远超过一般导体，达到了光速的１／３００。
由于石墨烯具有上述优异的性能，有望在微电子、能源、信息、材料和生物医药等领域具有重大的应用空间。
1.石墨烯的结构石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维窝状晶格结构的碳质材料，它可看做是构建其他维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元二维层状（a）二维片状（b）（图１）。
１９４０年就有理论指出石墨烯是石墨的组成单元，但自由态的二维晶体结构一直被认为其热力学性能是不稳定的，不能在普通环境中独立存在。
直到２００４年，曼彻斯特大学Ｇｅｉｍ等从石墨上剥下少量石墨烯单片并研究其电学性能，发现其具有特殊的电子特性以及优异的力学、电学、光学、热学和磁学性能，从而掀起了石墨烯应用研究的热潮。
｛13｝①：热性能石墨烯具有出色的热稳定性。
一般说来，单质的热稳定性与构成单质的化学键牢固程度成正比。
石墨烯正是由于其中键能非常强的碳六元环的存在，使得其热稳定性在高温下结构应该是保持不变的。
因此石墨烯有耐高温的特性，其热稳定性很好。
｛18｝②：力学性能石墨烯是人类已知强度最高的物质。
由于石墨烯由单原子层构成，其比表面积极其大，理论计算值高达2 310 m2/g。
研究人员使用原子尺寸的金属和钻石探针对石墨烯进行穿刺，测试其强度，让科学家震惊的是，石墨烯的强度高达130 GPa，比世界上最好的钢铁还高100 倍，比高强碳纤维还高20倍。
哥伦比亚大学的研究人员发现，在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100 nm 距离上可承受的最大压力居然达到了大约 2. 9 μN。
据科学家们测算，这一结果相当于要施加26 N 的压力才能使1 m长的石墨烯断裂。
｛18｝③：电学性能石墨烯的导电性能非常优异。
马里兰大学纳米技术和先进材料中心的物理学教授Michael S．Fuhrer 领导的科研小组的实验表明，石墨烯的电子迁移率不随温度而改变。
他们在50 K 和500 K之间测量了石墨烯的电子迁移率，发现无论温度怎么变化，电子迁移率大约都是150 000 cm2/(V·s)，而硅的电子迁移率为1 400 cm2/(V·s)，其电子迁移速度比硅快100 多倍。
另外，石墨烯的氧化物与干净的石墨烯相比又表现出迥异的电子结构，研究计算显示随着石墨烯表面吸氧量的增加，石墨烯从零带隙的半金属将转变为半导体，完全氧化后则变为绝缘体，石墨烯氧化物经还原后可以转变为导体。
因此，石墨烯的氧化过程能够实现对石墨烯电子结构的调变。
经过溶液分散的石墨烯氧化物也可以和聚合物等其他材料相混合并形成复合材料体系，表现出优异的电学性能。
因而石墨烯是未来的半导体材料理想的替代品，极有可能替代硅，以推动微电子技术继续向前发展。
｛18｝2.石墨烯的制备石墨烯/ 聚合物复合材料要想真正实现工业化应用, 石墨烯的大规模、低成本、可控的合和制备是首要问题。
目前制备石墨烯的方法主要包括 4 种: ( 1) 微机械分离法; ( 2) 外生长法; ( 3) 化学气相沉积法; ( 4) 氧化石墨烯还原法。
其中, 微机械分离法制得的石墨烯产量少, 不适合工业大规模应用。
外延生长法和气相沉积法可以制备大面积、高质量的石墨烯, 非常适合基础研究以及在电子领域的应用, 但目前的生产规模难以达到满足制备石墨烯/ 聚合物复合材料的需求。
现在已经成功实现大规模生产石墨烯的方法是氧化石墨烯还原法。
｛12｝3.石墨烯/聚合物复合材料的界面和石墨烯的表面改姓显然，对于石墨烯的性能研究为其在复合材料的应用提供了有利的科学依据，和必要的试验方法及数据。
但是聚合物复合材料的界面性质和石墨烯界面的良好相容性，和石墨烯在聚合物复合材料中均匀的分散是决定石墨烯/聚合物复合材料应用的关键性问题。
A：石墨烯的界面性质及改性为了充分发挥石墨烯的优良性质改善其成型加工性一般通过引入特定的官能团对石墨烯进行有效的功能化改性进一步拓宽其应用领域功能化改性的方法主要有共价键功能化和非共价键功能化两种其中共价键功能化主要是依靠氧化石墨烯中的羟基和羧基等官能团得到含有大量的羟基和羧基的改性石墨烯而非共价键功能化中离子键功能化和氢键功能化也是依靠氧化石墨烯中的羟基和羧基与其他物质的作用那么功能化的石墨烯可以在水以及有机溶剂中获得很好的溶解性非常适合于制备高性能的聚合物复合材料。
｛1｝a 非共价键功能化石墨烯有实验合成含有6个羟基的三亚苯衍生物然后通过氧化还原引发体系合成了星型聚丙烯腈聚合物SPAN 见图1 最后在星型聚丙烯腈的NN-二甲基甲酰胺溶液DMF中用水合肼还原氧化石墨得到均一稳定的溶液。
从SEM照片中可以清楚看到见图3 未吸附聚合物的石墨烯是光滑的片层结构而吸附聚合物之后的石墨烯由于表面覆盖着聚合物片层变厚但和纯石墨烯比较片层已经不太明显出现的团状物或柱状物为聚合物中三亚苯结构自组装后形成的这进一步证明了星型聚丙烯腈已成功吸附到石墨烯的表面。
｛1｝b 共价键功能化石墨烯结合高效率重氮盐加成和Kumada催化-转移缩聚反应KCTP 聚3-己基噻吩P3HT 被共价接枝在石墨烯 GN 表面形成聚合物分子刷P3HT-GN 通过重氮盐偶合反应溴苯分子首先被共价连接在氧化还原方法制备的GN表面由此锚固的NiPPh3 4随后引发3-己基噻吩的催化-转移聚合原子力显微和热失重分析结果表明接枝在GN表面的P3HT分子刷厚度约为5nm 质量分数为20.1% 当假设P3HT以伸直链构象接枝在GN表面时估计的接枝密度为每6.53nm2 含有1个P3HT 链链间平均距离为2.266nm2 石墨烯对聚合物性能影响。
｛1｝B：聚合物复合材料的界面及其结构a 界面与界面相结构聚合物基复合材料一般是由纤维增强体或无机填料增强体或功能体与聚合物基体所构成的两相或多相复合材料在复合材料制备过程中给定的热学化学和力学条件下形成了结构和性质有别于基体和增强体的界面区复合材料的界面是一个包含着两相之间过渡区域的三维界面相在该区域物质的微观结构和性质与增强体不同也与基体有区别因而另成一相或几相常称为界面相从结构来分这一界面相由５个亚层组成如图１所示每一亚层的性能均与基体和增强体的性质偶联剂的品种和性质复合材料的成型方法等密切相关。
｛4｝b 界面与界面相对复合材料导热性能的影响复合材料的界面是包含着两相之间过渡区域的三维界面相是复合材料在热化学和力学环境下形成的微结构界面层的存在通常会导致界面效应的产生界面效应可以归纳为４类１分割效应一个连续体被分割成许多区域每个区域的尺寸中断强度分散情况等会对基体的力学性能产生影响２不连续效应在界面上引起物理性质的不连续性和界面摩擦出现的现象如电阻介电特性磁性耐热性尺寸稳定性等３散射和吸收效应光波声波热弹性波冲击波等在界面产生的散射和吸收如透光性隔热性隔音性耐冲击性及耐热冲击性等４感应效应在界面上产生的感应效应特别是应变内应力和由此出现的现象高的弹性低的热膨胀性耐冲击性和耐热性等填充型导热绝缘高分子的热导率取决于高分子和导热填料的协同作用分散于聚合物基体中的导热填料有粒状片状球形纤维等形状按照常规的填充方式填充量较小时填料颗粒通常都是分散于聚合物基体中填料颗粒与聚合物基体之间的界面结合强度通常情况下都比较弱会造成热流方向上热阻很大导致材料导热性能很差１５近年来利用新发现的具有超高热导率大于３０００ＷｍＫ的单壁碳纳米管ＳＷＮＴ与环氧聚酰亚胺聚偏氟乙烯ＰＶＤＦ进行复合并没有获得预期的高热导率１６－１８ＸｕＹｕｎｓｈｅｎｇ等在ＰＶＤＦ中加入体积分数为４９％的ＳＷＮＴ其热导率也仅达到０．５３７ＷｍＫ１８吉元等采用扫描热显微镜研究了ＳｉＣＣｕ和ＳｉＣＡｌ复合材料的界面热传导特性结果表明具有良好浸润界面的ＳｉＣＡｌ具有更高的热导率１９ＸｕＹｕｎｓｈｅｎｇ等通过不同方法对填充的ＢＮ和ＡｌＮ陶瓷颗粒进行表面处理结果表明采用经过表面处理后的ＢＮ和ＡｌＮ陶瓷颗粒填充的聚合物基复合材料的热导率都得到较大提高。