氧化石墨烯復合材料的研究進展分析

李沐宸

摘 要： 本文對聚合物類氧化石墨烯復合材料在力學、電化學、熱學、結晶等方面的性能進行了說明，并對無機物類氧化石墨烯復合材料所包含的常見類型及相應的應用研究發展進行了分析，以期為促進我國氧化石墨烯復合材料研究領域的更好發展提供參考。

關鍵詞： 氧化石墨烯復合材料；研究進展；新型材料

引言：石墨烯是到目前階段為止，人們所發現的唯一的二維自由態原子晶體，且其同時具備極為優異的電學、光學及力學等方面的特性，使得其在材料研究及應用領域具有良好的發展前景，但由于其本身具有疏水性特點，使得其在實際的應用之中受到了限制。而與之相比氧化石墨烯不僅僅能夠對這一問題加以解決，其還在性能方面比石墨烯更加優秀，此時若想將之良好的投入到各個領域的應用之中，則必須強化氧化石墨烯復合材料方面的研究。

一、聚合物類氧化石墨烯復合材料

隨著人們對于氧化石墨烯研究方面的發展，使得聚合物類氧化石墨烯復合材料方面的研究逐漸深入，相應的研究成果也層出不窮，就其制備方法而言，于當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合所得到的復合材料在力學、熱學、電學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合材料的應用具有極高的意義，此時對其主要性能進行分析，主要體現在以下幾點。

第一點，力學性能。在此方面僅需對單片間力加以改變，便能夠實現對復合材料力學性能方面的提升，且通過溶液交換法，還能實現對復合材料穩定性、拉伸性、韌性及楊氏模量方面的大幅度提升。此外，經大量實驗研究表明，殼聚糖基體之中的氧化石墨烯，能夠達到良好的分子分散，這不僅僅使得復合材料的力學性能得到提升，還有效降低了成本，具有良好的應用前景[1]。

第二點，電化學性能。在此方面的研究之中，將導電復合材料與氧化石墨烯，通過原位聚合法進行混合，并對之進行放電，不僅僅能夠有效對原本導電聚合物材料在充放電不穩定方面的問題加以解決，還能夠有效提升復合材料的穩定性及充放電性能，使得聚合物類氧化石墨烯復合材料在電容器制造領域之中的應用具有極高的價值，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用。

第三點，熱學性能。聚合物類氧化石墨烯復合材料在熱穩定性方面較強，相關人員，將混合材料樹脂與氧化石墨烯以共混法進行制備，所得到的聚合物類氧化石墨烯復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，為耐熱材料領域的發展形成了推動。

第四點，結晶性能。就材料本身而言，其結晶的過程會對材料的最終性能及實際的應用產生重要影響，此時將結晶材料與氧化石墨烯復合材料相結合，可以開展對材料結晶過程方面的定向調整，通過這一操作可有效實現對材料各個方面性能的提升，這對于聚合物類氧化石墨烯復合材料整體的應用與發展都具有重要價值。

二、無機物類氧化石墨烯復合材料

在對無機物類氧化石墨烯復合材料相關研究的開展之中，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行復合所得到的復合材料，分別進行說明。

就金屬氧化石墨烯復合材料而言，其研究及應用方面的發展及特點主要體現在以下幾方面。第一點，這一復合材料主要是將金屬納米粒子在氧化石墨烯之上進行負載，通常以貴金屬為主，這一研究不僅僅是所得到的復合材料在化學性質方面具有較高的穩定性，其還能夠使市場整體對于貴金屬的需求降低，進而能夠有效降低貴金屬的消耗。第二點，在這一復合材料的研究之中，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合材料產生較為強大的抗菌能力，即便是與銀這種本身具有較強抗菌能力的貴金屬，金屬氧化石墨烯復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合材料于價格方面也較為低廉，使之具有較高的應用價值[2]。第三點，就應用方面而言，金屬氧化石墨烯復合材料與銀一類的貴金屬相比不僅僅是在價格方面具有較高的優勢，其在物理性質方面也較為優越，加之其本身所具有的無毒性與環保性的理想應用效果，使得其在生物工程領域的應用較為廣泛，有效促進了現今階段發展之中人類醫學領域的進步。

就金屬氧化物氧化石墨烯復合材料而言，其在自身的性能及實際應用方面都具有良好的發展前景，這主要體現在以下幾個方面。第一點，金屬氧化物氧化石墨烯復合材料與原本的金屬氧化物材料相比，不僅僅在電化學性能方面具有較為顯著的優勢，還實現了對疏水性方面的有效控制，進而促進了復合材料應用范圍方面的進一步提升。第二點，就金屬氧化物氧化石墨烯復合材料的應用而言，因這一復合材料在穩定性及靈敏性方面都較為理想，使得其已經在非酶生物傳感領域之中得到了較為廣泛的應用。且因金屬氧化物氧化石墨烯復合材料在引用限制方面較低，且于應用時間方面也相對較長，使得其在生物工程領域之中也得到了較為廣泛的應用[3]。

結論：總而言之，氧化石墨烯復合材料在性能方面具有極大的優勢，可以對原本石墨烯材料之中的不足加以彌補，在目前階段的研究之中，已經可以看到氧化石墨烯復合材料在醫學、物理學、核學、化學等領域之中，投入實際應用之中所擁有的較高價值，因此應進一步加大氧化石墨烯復合材料方面的研究力度，以此來推動我國整體的社會經濟的更好發展。

參考文獻

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

[2]李蕓博.氧化石墨烯復合材料的研究進展分析[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/聚合物復合材料的研究進展[J].化工新型材料，2015，43（01）：12-14.