氧化石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展分析

李沐宸

摘 要： 本文對聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料在力學(xué)、電化學(xué)、熱學(xué)、結(jié)晶等方面的性能進(jìn)行了說明，并對無機(jī)物類氧化石墨烯復(fù)合材料所包含的常見類型及相應(yīng)的應(yīng)用研究發(fā)展進(jìn)行了分析，以期為促進(jìn)我國氧化石墨烯復(fù)合材料研究領(lǐng)域的更好發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 氧化石墨烯復(fù)合材料；研究進(jìn)展；新型材料

引言：石墨烯是到目前階段為止，人們所發(fā)現(xiàn)的唯一的二維自由態(tài)原子晶體，且其同時(shí)具備極為優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)及力學(xué)等方面的特性，使得其在材料研究及應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景，但由于其本身具有疏水性特點(diǎn)，使得其在實(shí)際的應(yīng)用之中受到了限制。而與之相比氧化石墨烯不僅僅能夠?qū)@一問題加以解決，其還在性能方面比石墨烯更加優(yōu)秀，此時(shí)若想將之良好的投入到各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用之中，則必須強(qiáng)化氧化石墨烯復(fù)合材料方面的研究。

一、聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料

隨著人們對于氧化石墨烯研究方面的發(fā)展，使得聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料方面的研究逐漸深入，相應(yīng)的研究成果也層出不窮，就其制備方法而言，于當(dāng)前階段之中主要有聚合、熔融共混及溶液共混等方法。其中。最為常用的便是聚合法，將聚合物與氧化石墨烯加以復(fù)合所得到的復(fù)合材料在力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等多方面的性能上都得到了提升，這對于聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用具有極高的意義，此時(shí)對其主要性能進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

第一點(diǎn)，力學(xué)性能。在此方面僅需對單片間力加以改變，便能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)合材料力學(xué)性能方面的提升，且通過溶液交換法，還能實(shí)現(xiàn)對復(fù)合材料穩(wěn)定性、拉伸性、韌性及楊氏模量方面的大幅度提升。此外，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)研究表明，殼聚糖基體之中的氧化石墨烯，能夠達(dá)到良好的分子分散，這不僅僅使得復(fù)合材料的力學(xué)性能得到提升，還有效降低了成本，具有良好的應(yīng)用前景[1]。

第二點(diǎn)，電化學(xué)性能。在此方面的研究之中，將導(dǎo)電復(fù)合材料與氧化石墨烯，通過原位聚合法進(jìn)行混合，并對之進(jìn)行放電，不僅僅能夠有效對原本導(dǎo)電聚合物材料在充放電不穩(wěn)定方面的問題加以解決，還能夠有效提升復(fù)合材料的穩(wěn)定性及充放電性能，使得聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料在電容器制造領(lǐng)域之中的應(yīng)用具有極高的價(jià)值，能夠提升制備的安全性，使得其在目前階段得到了廣泛的應(yīng)用。

第三點(diǎn)，熱學(xué)性能。聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料在熱穩(wěn)定性方面較強(qiáng)，相關(guān)人員，將混合材料樹脂與氧化石墨烯以共混法進(jìn)行制備，所得到的聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料與原本的樹脂材料相比，在耐熱性方面得到了顯著的提升，為耐熱材料領(lǐng)域的發(fā)展形成了推動(dòng)。

第四點(diǎn)，結(jié)晶性能。就材料本身而言，其結(jié)晶的過程會對材料的最終性能及實(shí)際的應(yīng)用產(chǎn)生重要影響，此時(shí)將結(jié)晶材料與氧化石墨烯復(fù)合材料相結(jié)合，可以開展對材料結(jié)晶過程方面的定向調(diào)整，通過這一操作可有效實(shí)現(xiàn)對材料各個(gè)方面性能的提升，這對于聚合物類氧化石墨烯復(fù)合材料整體的應(yīng)用與發(fā)展都具有重要價(jià)值。

二、無機(jī)物類氧化石墨烯復(fù)合材料

在對無機(jī)物類氧化石墨烯復(fù)合材料相關(guān)研究的開展之中，其最主要的研究對象便是金屬與金屬氧化物與氧化石墨烯進(jìn)行復(fù)合所得到的復(fù)合材料，分別進(jìn)行說明。

就金屬氧化石墨烯復(fù)合材料而言，其研究及應(yīng)用方面的發(fā)展及特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一點(diǎn)，這一復(fù)合材料主要是將金屬納米粒子在氧化石墨烯之上進(jìn)行負(fù)載，通常以貴金屬為主，這一研究不僅僅是所得到的復(fù)合材料在化學(xué)性質(zhì)方面具有較高的穩(wěn)定性，其還能夠使市場整體對于貴金屬的需求降低，進(jìn)而能夠有效降低貴金屬的消耗。第二點(diǎn)，在這一復(fù)合材料的研究之中，因金屬原子與氧化石墨烯之間的相互作用效果，使得在這種作用之下可以使金屬氧化石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)生較為強(qiáng)大的抗菌能力，即便是與銀這種本身具有較強(qiáng)抗菌能力的貴金屬，金屬氧化石墨烯復(fù)合材料仍舊在離子交換能力及抗菌性方面擁有較為理想的效果，加之與貴金屬相比這一復(fù)合材料于價(jià)格方面也較為低廉，使之具有較高的應(yīng)用價(jià)值[2]。第三點(diǎn)，就應(yīng)用方面而言，金屬氧化石墨烯復(fù)合材料與銀一類的貴金屬相比不僅僅是在價(jià)格方面具有較高的優(yōu)勢，其在物理性質(zhì)方面也較為優(yōu)越，加之其本身所具有的無毒性與環(huán)保性的理想應(yīng)用效果，使得其在生物工程領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，有效促進(jìn)了現(xiàn)今階段發(fā)展之中人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。

就金屬氧化物氧化石墨烯復(fù)合材料而言，其在自身的性能及實(shí)際應(yīng)用方面都具有良好的發(fā)展前景，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一點(diǎn)，金屬氧化物氧化石墨烯復(fù)合材料與原本的金屬氧化物材料相比，不僅僅在電化學(xué)性能方面具有較為顯著的優(yōu)勢，還實(shí)現(xiàn)了對疏水性方面的有效控制，進(jìn)而促進(jìn)了復(fù)合材料應(yīng)用范圍方面的進(jìn)一步提升。第二點(diǎn)，就金屬氧化物氧化石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用而言，因這一復(fù)合材料在穩(wěn)定性及靈敏性方面都較為理想，使得其已經(jīng)在非酶生物傳感領(lǐng)域之中得到了較為廣泛的應(yīng)用。且因金屬氧化物氧化石墨烯復(fù)合材料在引用限制方面較低，且于應(yīng)用時(shí)間方面也相對較長，使得其在生物工程領(lǐng)域之中也得到了較為廣泛的應(yīng)用[3]。

結(jié)論：總而言之，氧化石墨烯復(fù)合材料在性能方面具有極大的優(yōu)勢，可以對原本石墨烯材料之中的不足加以彌補(bǔ)，在目前階段的研究之中，已經(jīng)可以看到氧化石墨烯復(fù)合材料在醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、核學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域之中，投入實(shí)際應(yīng)用之中所擁有的較高價(jià)值，因此應(yīng)進(jìn)一步加大氧化石墨烯復(fù)合材料方面的研究力度，以此來推動(dòng)我國整體的社會經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉紅娟，謝水波，張希晨，等.氧化石墨烯復(fù)合材料吸附鈾的研究進(jìn)展[J].材料工程，2018，46（05）：11-21.

[2]李蕓博.氧化石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展分析[J].化工管理，2017（15）：109-110+114.

[3]張文文，劉秀軍，李同起，等.氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J].化工新型材料，2015，43（01）：12-14.