氧化石墨烯复合材料的研究进展分析

李沐宸

摘 要： 本文对聚合物类氧化石墨烯复合材料在力学、电化学、热学、结晶等方面的性能进行了说明，并对无机物类氧化石墨烯复合材料所包含的常见类型及相应的应用研究发展进行了分析，以期为促进我国氧化石墨烯复合材料研究领域的更好发展提供参考。

关键词： 氧化石墨烯复合材料；研究进展；新型材料

引言：石墨烯是到目前阶段为止，人们所发现的唯一的二维自由态原子晶体，且其同时具备极为优异的电学、光学及力学等方面的特性，使得其在材料研究及应用领域具有良好的发展前景，但由于其本身具有疏水性特点，使得其在实际的应用之中受到了限制。而与之相比氧化石墨烯不仅仅能够对这一问题加以解决，其还在性能方面比石墨烯更加优秀，此时若想将之良好的投入到各个领域的应用之中，则必须强化氧化石墨烯复合材料方面的研究。

一、聚合物类氧化石墨烯复合材料

随着人们对于氧化石墨烯研究方面的发展，使得聚合物类氧化石墨烯复合材料方面的研究逐渐深入，相应的研究成果也层出不穷，就其制备方法而言，于当前阶段之中主要有聚合、熔融共混及溶液共混等方法。其中。最为常用的便是聚合法，将聚合物与氧化石墨烯加以复合所得到的复合材料在力学、热学、电学等多方面的性能上都得到了提升，这对于聚合物类氧化石墨烯复合材料的应用具有极高的意义，此时对其主要性能进行分析，主要体现在以下几点。

第一点，力学性能。在此方面仅需对单片间力加以改变，便能够实现对复合材料力学性能方面的提升，且通过溶液交换法，还能实现对复合材料稳定性、拉伸性、韧性及杨氏模量方面的大幅度提升。此外，经大量实验研究表明，壳聚糖基体之中的氧化石墨烯，能够达到良好的分子分散，这不仅仅使得复合材料的力学性能得到提升，还有效降低了成本，具有良好的应用前景[1]。

第二点，电化学性能。在此方面的研究之中，将导电复合材料与氧化石墨烯，通过原位聚合法进行混合，并对之进行放电，不仅仅能够有效对原本导电聚合物材料在充放电不稳定方面的问题加以解决，还能够有效提升复合材料的稳定性及充放电性能，使得聚合物类氧化石墨烯复合材料在电容器制造领域之中的应用具有极高的价值，能够提升制备的安全性，使得其在目前阶段得到了广泛的应用。

第三点，热学性能。聚合物类氧化石墨烯复合材料在热稳定性方面较强，相关人员，将混合材料树脂与氧化石墨烯以共混法进行制备，所得到的聚合物类氧化石墨烯复合材料与原本的树脂材料相比，在耐热性方面得到了显著的提升，为耐热材料领域的发展形成了推动。

第四点，结晶性能。就材料本身而言，其结晶的过程会对材料的最终性能及实际的应用产生重要影响，此时将结晶材料与氧化石墨烯复合材料相结合，可以开展对材料结晶过程方面的定向调整，通过这一操作可有效实现对材料各个方面性能的提升，这对于聚合物类氧化石墨烯复合材料整体的应用与发展都具有重要价值。

二、无机物类氧化石墨烯复合材料

在对无机物类氧化石墨烯复合材料相关研究的开展之中，其最主要的研究对象便是金属与金属氧化物与氧化石墨烯进行复合所得到的复合材料，分别进行说明。

就金属氧化石墨烯复合材料而言，其研究及应用方面的发展及特点主要体现在以下几方面。第一点，这一复合材料主要是将金属纳米粒子在氧化石墨烯之上进行负载，通常以贵金属为主，这一研究不仅仅是所得到的复合材料在化学性质方面具有较高的稳定性，其还能够使市场整体对于贵金属的需求降低，进而能够有效降低贵金属的消耗。第二点，在这一复合材料的研究之中，因金属原子与氧化石墨烯之间的相互作用效果，使得在这种作用之下可以使金属氧化石墨烯复合材料产生较为强大的抗菌能力，即便是与银这种本身具有较强抗菌能力的贵金属，金属氧化石墨烯复合材料仍旧在离子交换能力及抗菌性方面拥有较为理想的效果，加之与贵金属相比这一复合材料于价格方面也较为低廉，使之具有较高的应用价值[2]。第三点，就应用方面而言，金属氧化石墨烯复合材料与银一类的贵金属相比不仅仅是在价格方面具有较高的优势，其在物理性质方面也较为优越，加之其本身所具有的无毒性与环保性的理想应用效果，使得其在生物工程领域的应用较为广泛，有效促进了现今阶段发展之中人类医学领域的进步。

就金属氧化物氧化石墨烯复合材料而言，其在自身的性能及实际应用方面都具有良好的发展前景，这主要体现在以下几个方面。第一点，金属氧化物氧化石墨烯复合材料与原本的金属氧化物材料相比，不仅仅在电化学性能方面具有较为显著的优势，还实现了对疏水性方面的有效控制，进而促进了复合材料应用范围方面的进一步提升。第二点，就金属氧化物氧化石墨烯复合材料的应用而言，因这一复合材料在稳定性及灵敏性方面都较为理想，使得其已经在非酶生物传感领域之中得到了较为广泛的应用。且因金属氧化物氧化石墨烯复合材料在引用限制方面较低，且于应用时间方面也相对较长，使得其在生物工程领域之中也得到了较为广泛的应用[3]。

结论：总而言之，氧化石墨烯复合材料在性能方面具有极大的优势，可以对原本石墨烯材料之中的不足加以弥补，在目前階段的研究之中，已经可以看到氧化石墨烯复合材料在医学、物理学、核学、化学等领域之中，投入实际应用之中所拥有的较高价值，因此应进一步加大氧化石墨烯复合材料方面的研究力度，以此来推动我国整体的社会经济的更好发展。

参考文献

[1]刘红娟，谢水波，张希晨，等.氧化石墨烯复合材料吸附铀的研究进展[J].材料工程，2018，46（05）：11-21.

[2]李芸博.氧化石墨烯复合材料的研究进展分析[J].化工管理，2017（15）：109-110+114.

[3]张文文，刘秀军，李同起，等.氧化石墨烯/聚合物复合材料的研究进展[J].化工新型材料，2015，43（01）：12-14.