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- 發布時間2018-01-05 18:09
- 發布人金彩集(ji)團
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石(shi)墨(mo)烯（Graphene）是(shi)從石(shi)墨(mo)材料(liao)中剝離出來、由碳原(yuan)子組(zu)成的(de)只有(you)一層原(yuan)子厚(hou)度(du)的(de)二維晶體(ti)。它(ta)是(shi)目(mu)前自然界最薄、強度(du)最高(gao)的(de)材料(liao)，斷裂強度(du)比最好(hao)的(de)鋼材還要高(gao)200倍，同時它(ta)又(you)有(you)很好(hao)的(de)彈性，拉伸幅度(du)能(neng)達到(dao)自身尺寸的(de)20%。但是(shi)，石(shi)墨(mo)烯很難作為單一原(yuan)料(liao)生產(chan)某種(zhong)產(chan)品，而(er)主要是(shi)利用其突出特性與其它(ta)材料(liao)體(ti)系進(jin)行復合(he)(he)，從而(er)獲得具有(you)優異(yi)性能(neng)的(de)新型復合(he)(he)材料(liao)。
石墨烯負載的復(fu)合(he)材(cai)料(liao)：在石墨烯表(biao)(biao)面(mian)引入第二組分并在其表(biao)(biao)面(mian)進行外延伸(shen)展(zhan)得到(dao)的復(fu)合(he)材(cai)料(liao)。
石墨烯包(bao)裹的復(fu)合(he)材(cai)料：用石墨烯片將第(di)二(er)組(zu)分包(bao)裹得(de)到的復(fu)合(he)材(cai)料，可以更有效地防止第(di)二(er)組(zu)分的聚(ju)合(he)。
石(shi)墨烯內嵌的復(fu)合(he)材(cai)料：將石(shi)墨烯納(na)米片作(zuo)為填充(chong)物充(chong)分分散在第二組分的基(ji)(ji)體相中得到(dao)的復(fu)合(he)材(cai)料。其中，基(ji)(ji)體相可以是(shi)納(na)米材(cai)料，也可以是(shi)塊體材(cai)料組成。
基于(yu)石(shi)墨烯(xi)的層(ceng)狀復合材料：將第二組(zu)分(fen)(fen)和石(shi)墨烯(xi)片交(jiao)替堆積而成，該結構可以使(shi)石(shi)墨烯(xi)與(yu)第二組(zu)分(fen)(fen)的接觸面積最(zui)大化，并有(you)利于(yu)電子的產生(sheng)、傳輸和分(fen)(fen)離。
石墨烯(xi)基復合材料的(de)分類
石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯具有諸多優異的(de)(de)性(xing)能(neng)，如(ru)導電(dian)導熱性(xing)好、韌性(xing)好、比表面積大等(deng)等(deng)，這些(xie)性(xing)能(neng)使得石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯基復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)呈現出許多優異的(de)(de)特性(xing)。如(ru)以石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯為載(zai)體(ti)負載(zai)納米粒(li)(li)(li)子(zi)，可(ke)以提(ti)高(gao)這些(xie)粒(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)催(cui)化性(xing)能(neng)、傳(chuan)導性(xing)能(neng)；利用石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯較(jiao)好的(de)(de)韌性(xing)，將(jiang)其添加(jia)到高(gao)分(fen)(fen)子(zi)中，可(ke)以提(ti)高(gao)高(gao)分(fen)(fen)子(zi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)機械(xie)性(xing)能(neng)和導電(dian)性(xing)能(neng)。按第(di)二組分(fen)(fen)的(de)(de)不同，可(ke)將(jiang)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)分(fen)(fen)為石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯-納米粒(li)(li)(li)子(zi)復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯-聚(ju)合(he)(he)物復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)烯-碳基材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。
石墨烯-納(na)米粒子復合材料
納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)獨(du)特的(de)(de)(de)物(wu)理化(hua)學(xue)(xue)性質引起(qi)(qi)納米(mi)科(ke)學(xue)(xue)工(gong)作者(zhe)的(de)(de)(de)極(ji)大(da)興趣，但尋找合(he)適的(de)(de)(de)載體(ti)成(cheng)(cheng)為納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)廣泛應用(yong)的(de)(de)(de)一(yi)個難題。石(shi)墨烯(xi)(xi)與其(qi)他碳材(cai)料(liao)（碳納米(mi)管(guan)、富勒烯(xi)(xi)等）相(xiang)比，表(biao)現(xian)出優異(yi)的(de)(de)(de)電學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)等物(wu)理化(hua)學(xue)(xue)性質，以及有較低的(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)，使(shi)得石(shi)墨烯(xi)(xi)成(cheng)(cheng)為了(le)(le)納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)潛在(zai)載體(ti)。由(you)于片層(ceng)間范德華力(li)的(de)(de)(de)作用(yong)，石(shi)墨烯(xi)(xi)往往存在(zai)著不可逆的(de)(de)(de)團聚現(xian)象，而存在(zai)于石(shi)墨烯(xi)(xi)層(ceng)間的(de)(de)(de)納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)正好起(qi)(qi)到分離鄰近石(shi)墨烯(xi)(xi)片層(ceng)、 防(fang)止發生(sheng)團聚的(de)(de)(de)作用(yong)。近年來，人們(men)創造性地將石(shi)墨烯(xi)(xi)與納米(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)復合(he)起(qi)(qi)來，形成(cheng)(cheng)了(le)(le)一(yi)個新的(de)(de)(de)研究領(ling)域。
石墨烯-聚合(he)物復合(he)材料
之前(qian)已經有(you)許多關(guan)于(yu)(yu)碳(tan)(tan)基(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)-聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)復合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)報道，特別是基(ji)于(yu)(yu)碳(tan)(tan)納米(mi)(mi)線、碳(tan)(tan)納米(mi)(mi)管和(he)富勒烯(xi)(xi)-聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)復合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)研究，作為(wei)碳(tan)(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)家族獨(du)特的(de)一員，石(shi)墨烯(xi)(xi)同(tong)樣可以作為(wei)添(tian)加材(cai)(cai)料(liao)(liao)或載體與聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)進(jin)行復合(he)(he)。石(shi)墨烯(xi)(xi)由于(yu)(yu)其(qi)獨(du)特的(de)結構(gou)和(he)性能(neng)(neng)，在改善聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)熱性能(neng)(neng)、力學性能(neng)(neng)和(he)電(dian)性能(neng)(neng)等方面(mian)具有(you)相(xiang)當大的(de)應用價值。
石(shi)墨烯(xi)-碳基材料(liao)(liao)復(fu)合材料(liao)(liao)
石(shi)墨(mo)烯除了能夠和納米粒子、高聚物復合(he)外，還可(ke)(ke)以與其(qi)他(ta)碳(tan)基(ji)材(cai)料(liao)（碳(tan)納米管、富勒(le)烯等）組裝形(xing)成復合(he)材(cai)料(liao)，這些(xie)碳(tan)基(ji)材(cai)料(liao)可(ke)(ke)以相(xiang)互組合(he)而呈現出一些(xie)優越的性(xing)能。
石(shi)墨烯復合材料的(de)應(ying)用
在(zai)催(cui)化領域的應用(yong)
由于(yu)石(shi)墨(mo)(mo)烯具有優(you)異的導(dao)電(dian)性(xing)、導(dao)熱性(xing)和(he)結構穩定性(xing)等性(xing)能，并具有改性(xing)擔載金屬(shu)催化劑的作用，使(shi)得石(shi)墨(mo)(mo)烯基(ji)催化劑擁有了(le)許多(duo)特殊(shu)的催化活(huo)性(xing)。
在電化學領域(yu)的(de)應用
為(wei)了(le)得(de)到高(gao)比容(rong)超級電(dian)容(rong)器，一些(xie)研究組設計合(he)成(cheng)了(le)多種石(shi)墨(mo)烯(xi)復合(he)材料(liao)，并將(jiang)其應(ying)用于電(dian)極材料(liao)，如：聚苯(ben)胺/石(shi)墨(mo)烯(xi)、MnO2/石(shi)墨(mo)烯(xi)等。但是石(shi)墨(mo)烯(xi)易發生(sheng)團(tuan)聚而不能(neng)有效利用，這(zhe)也是石(shi)墨(mo)烯(xi)在電(dian)化學領域(yu)廣泛應(ying)用的一個(ge)難題。
在生物醫藥領(ling)域(yu)的應用
石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)的部分雙鍵(jian)被(bei)氧(yang)化以后轉化為(wei)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)氧(yang)化物(wu)(wu)，其(qi)(qi)所(suo)攜帶的羥基、羧基、環氧(yang)基、羰基等親水性官能團，讓(rang)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)氧(yang)化物(wu)(wu)可以在(zai)水溶(rong)液或生(sheng)理溶(rong)液中穩定存在(zai)，具有較高的水溶(rong)性，有望(wang)像溶(rong)液一(yi)樣(yang)適應于靜脈注射；另(ling)外，石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)還具備低毒(du)性、比表面積大等特點，在(zai)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)載(zai)(zai)體(ti)中有潛在(zai)的應用(yong)(yong)價值(zhi)。目前石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)復合材(cai)料(liao)在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)醫藥(yao)(yao)領域的應用(yong)(yong)存在(zai)載(zai)(zai)藥(yao)(yao)種類(lei)少和治愈范(fan)圍小(xiao)等缺點，其(qi)(qi)負載(zai)(zai)抗癌藥(yao)(yao)物(wu)(wu)主要為(wei)鹽(yan)酸阿霉素、三苯氧(yang)胺(an)檸檬酸鹽(yan)和喜(xi)樹(shu)堿類(lei)等，未(wei)來可將石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)復合物(wu)(wu)應用(yong)(yong)于蛋(dan)白和基因(yin)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)靶向運輸和治療等更深層次方面。
在含能(neng)材料領域的應用(yong)
炸(zha)藥(yao)在(zai)國防(fang)、民用(yong)等各(ge)個領(ling)域(yu)都(dou)是不可替(ti)代的(de)，所以它的(de)安全性(xing)是很重要(yao)的(de)，既要(yao)能穩定的(de)存在(zai)又要(yao)便于檢測。而(er)石墨(mo)烯(xi)具有(you)一(yi)定的(de)鈍感(gan)性(xing)和(he)導電導熱性(xing)，在(zai)含(han)能材料領(ling)域(yu)有(you)一(yi)定的(de)應(ying)用(yong)價值，目前主要(yao)體現在(zai)炸(zha)藥(yao)傳(chuan)感(gan)器和(he)包覆降感(gan)上。（信息來源：石墨(mo)烯(xi)網(wang)）
