在碳納米管上負(fù)載納米粒子得到了廣泛的關(guān)注和研究，這種新型的納米結(jié)構(gòu)也已經(jīng)在生物醫(yī)藥、催化、傳感器的領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展。相對(duì)于碳納米管，石墨烯具有相似的穩(wěn)定的物理性質(zhì)，但是具有更高的比表面積，因此，在石墨烯上負(fù)載納米粒子同樣有希望得到新的納米結(jié)構(gòu)，并改變其物理特性而產(chǎn)生更為豐富的功能與應(yīng)用。除與納米粒子復(fù)合外，石墨烯與其他碳基納米材料也可復(fù)合組裝形成復(fù)合材料。Liu等人通過(guò)共價(jià)連接的方法制備了石墨烯/富勒烯復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)富勒烯修飾后的石墨烯非線(xiàn)性光學(xué)性能得到了顯著提高。Yang等人將碳納米管與石墨烯混合制備了一種新型的超級(jí)電容器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯含量為90%時(shí)比電容高達(dá)326.5F/g。同時(shí)，許多課題組也證明石墨烯/碳納米管復(fù)合材料在制備透明導(dǎo)電薄膜方面的優(yōu)勢(shì)，他們發(fā)現(xiàn)石墨烯與碳納米管混合后制備的導(dǎo)電薄膜在性能上要優(yōu)于單一組分的導(dǎo)電薄膜?？蓱?yīng)用于電機(jī)、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、電觸頭材料等領(lǐng)域。云南制備石墨烯復(fù)合材料圖片

外，其他方面的應(yīng)用也和聚合物導(dǎo)電性的提升緊密相關(guān)。例如，應(yīng)用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導(dǎo)電聚合物材料進(jìn)行復(fù)合。這一方法可以在保證制備得到的超級(jí)電容器電極高充放電性能和高穩(wěn)定性的同時(shí)提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電容器電極材料中，制備的電容器電極材料的比電容可達(dá)421.4F/g甚至更高50-52。因此，還原后的氧化石墨烯作為填料對(duì)提升聚合物的導(dǎo)電性能具有明顯的效果，極大地促進(jìn)了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產(chǎn)中的應(yīng)用。東北制備石墨烯復(fù)合材料使用方法石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環(huán)壽命和倍率性能。

CNTs和石墨烯具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，用作NR復(fù)合材料的增強(qiáng)填料可以賦予橡膠制品**度、高耐磨、導(dǎo)電和導(dǎo)熱等性能，拓寬橡膠材料的應(yīng)用范圍。碳納米材料/NR復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Υ?，是功能性橡膠材料的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前，我國(guó)CNTs和石墨烯工業(yè)產(chǎn)品的成本較高，其與NR復(fù)合材料的研究大多還處于試驗(yàn)研究階段。隨著CNTs和石墨烯在聚合物基體中的分散技術(shù)和作用機(jī)理研究的進(jìn)一步深入以及市場(chǎng)規(guī)模化，CNTs和石墨烯在NR領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用將得到快速發(fā)展，**推動(dòng)我國(guó)NR復(fù)合材料的發(fā)展，提升我國(guó)橡膠工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

還原石墨烯以及改性的石墨烯已經(jīng)被用在藥物載體、活細(xì)胞成像、生物分子檢測(cè)等生物領(lǐng)域[50]。相比于碳納米管，石墨烯基材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，它不含金屬催化劑等雜質(zhì)，因此不會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生生物應(yīng)激。其次，改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次，石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上，檢測(cè)生物細(xì)胞以及生物分子。它能作為界面對(duì)單個(gè)細(xì)菌進(jìn)行識(shí)別，也能作為無(wú)標(biāo)記，可逆DNA檢測(cè)器，或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質(zhì)/DNA[123]。氧化石墨烯應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹(shù)脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。

氧化石墨烯可以用于提高環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導(dǎo)熱性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的熱導(dǎo)率，但無(wú)法像提高導(dǎo)電性那么明顯，甚至低于有效介質(zhì)理論。其原因可能是因?yàn)闊崮軅鬟f主要是以晶格振動(dòng)的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動(dòng)模式也會(huì)增加熱阻。液態(tài)硅橡膠（LSR）廣泛應(yīng)用于電子器件的密封。然而，在一般情況下，LSR的導(dǎo)熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過(guò)量，從而導(dǎo)致器件損壞或壽命降低。為了緩解這一現(xiàn)狀，Mu等人研究了寬體積范圍內(nèi)填充ZnO的硅橡膠的熱導(dǎo)率，并研究了形成的導(dǎo)電粒子鏈對(duì)熱導(dǎo)率的影響。同時(shí)也研究了Al2O3用量對(duì)硅橡膠導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能的影響。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)，更高的氧化程度，更好的剝離度。東北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)

GO氧化石墨（烯）為黃褐色或者黑褐色膏狀物料。云南制備石墨烯復(fù)合材料圖片

氧化石墨烯在聚合物基體中可以限制聚合物鏈的流動(dòng)性，在燃燒過(guò)程中，各向異性氧化石墨烯形成碳層網(wǎng)絡(luò)，阻礙降解產(chǎn)物的逸出。還原后石墨烯還具有較高熱導(dǎo)率，有助于燃燒區(qū)域狙擊的熱量擴(kuò)散，因此氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料可用作阻燃材料。此外，氧化石墨烯還可提高PS、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐熱性60,61。這是因?yàn)檠趸┑暮趸鶊F(tuán)與聚合物的氫鍵配位后，使復(fù)合材料的自由離子量縮減，進(jìn)而在一定程度上降低了復(fù)合材料的振動(dòng)頻率。研究人員通過(guò)共混法，以氧化石墨烯和混合材料樹(shù)脂用作原材料，進(jìn)行氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的復(fù)合樹(shù)脂材料與單純的樹(shù)脂相比，耐熱性能有了***的提升，這無(wú)疑為耐熱材料的良好應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也推動(dòng)了耐熱材料的發(fā)展62。云南制備石墨烯復(fù)合材料圖片