材料的發展與時代的發展息息相關。隨著時代的不斷進步，人們對材料有著越來越高的 要求，傳統單一屬性的材料已經越來越滿足不了工業發展的需求，尋求具有優秀綜合性能的 材料顯得十分關鍵。

自2004年英國曼徹斯頓大學的Geim和Novoselve通過膠帶剝離高定向石墨獲得了獨立存在的二維石墨烯晶體以來，石墨烯已經成為材料科學領域極受關注的研究熱點之一。石墨烯，實際上就是單原子層的石墨，它擁有獨特的二維結構和優異的力學、熱力學、光學和電學性能，因此，它可成為多種功能性復合材料的重要組成部分。自2006年Ruoff等提出石墨烯可以通過化學方法大規模低成本生產以來，基于石墨烯的復合材料成為石墨烯應用領域中的重要研究方向，其在能量儲存、液晶器件、電子器件、生物材料、傳感材料和催化劑載體等領域展現出了優良性能，具有廣闊的應用前景。

目前石墨烯復合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物復合材料和石墨烯基無機納米復合材料上，而隨著對石墨烯研究的深入，石墨烯增強體在塊體金屬基復合材料中的應用也越來越受到人們的重視。石墨烯制成的多功能聚合物復合材料、高強度多孔陶瓷材料，增強了復合材料的許多特殊性能。下面分別簡單介紹一下目前應用的這幾種石墨烯復合材料。

1. 石墨烯聚合物復合材料

在聚合物基底中添加適量的石墨烯，克服了一般無機填 料使用量大且不能兼顧剛性、耐熱性、尺寸穩定性與韌性的缺點，使聚合物的力學性能、熱力學性能以及流變性能顯著 提高。石墨烯與聚合物基底復合后可以使復合材料的熱膨脹系數降低，熱導率大大增加。

由于無機納米粒子的存在可使石墨烯片層間距增加到幾個納米，從而大大減小石墨烯 片層之間的相互作用，因此用無機納米粒子修飾石墨烯片提供了一條阻止石墨烯片團聚的嶄新途徑。從另一個角度看，石墨烯基無機納米復合材料不但可以同時保持石墨烯和無機納米粒子的固有特性，而且能夠產生新穎的協同效應，具有廣泛的應用價值。

石墨烯增強體是關注的熱點，石墨烯在電學、熱學、 力學、光學等方面均具有優異的性能。因此，石墨烯作為一種理想的增強相，在金屬基復合材料領域具有光明的應用前景。金屬基復合材料可以彌補純金屬在單一方面性能的不足，具有比單一基體更優異的性能；石墨烯/金屬基復合材料（Gr -MMC）在航空航天、汽車、電子和軍事領域有著廣泛的應用。

綜上可見，石墨烯可以成為復合材料中的功能性組分， 制得的各種石墨烯基復合材料具有優異的電學、光學、力學 和熱學性能，被廣泛應用于催化、高強度材料、電子、能源轉換和儲存、生物技術、生化傳感器等領域。

此外，材料的電導率和導熱率的提高對它們的許多應用也是有益的。一些石墨烯增強彈性體已經可以在市場上買得到并且已經加工成產品。這些產品包括高性能運動鞋運動裝備、自行車輪胎、可回收的地墊等。Folsom Custom Skis公司（美國科羅拉多州丹佛市），近期在其最新的超輕碳纖維復合材料旅行滑雪板系列產品中使用了石墨烯添加劑，該公司基于最初的原型設計和測試，對滑雪板進行了重新設計，以充分發揮石墨烯的性能優勢。經過機械和實地測試，石墨烯增強滑雪板于2022年作為UltraLite結構風格推出，可用于 Folsom公司的任何滑雪板形狀。除了減輕重量之外，與Folsom公司以前的旅行滑雪板相比，UltraLite滑雪板還具有其他的優勢，例如更高的強度、更強大的性能、更好的減振性和低分層風險，因為E-GO可以顯著提升材料和增強環氧樹脂之間的附著力。

石墨烯復合材料的研發標志著人類在材料方面的研究又邁出了新的一步，石墨烯復合材料的結構相對穩定，性能優良，未來的應用領域廣泛，應用前景良好。因此，未來我國在復合材料研發領域發展上需要加強對石墨烯復合材料的重視程度，從其制備方法、結構與性能等角度出發對石墨烯復合材料實施優化，進而促進我國在材料工程領域新的發展。

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