石墨烯基金屬納米粒子復(fù)合材料的研究進展

沈 宇，雷衛(wèi)寧，2，錢海峰，張桂尚

(1.江蘇理工學(xué)院機械工程學(xué)院，江蘇常州 213001)(2.江蘇省綠色成形與裝備重點實驗室，江蘇常州 213001)

厚度只有0.335 4nm的石墨烯是到目前為止所發(fā)現(xiàn)的世界上最薄的材料［1］。石墨烯穩(wěn)定存在的二維晶體結(jié)構(gòu)使得其自身擁有眾多優(yōu)異的性能，如強度達 130GPa［2］、透光率高達 97.7%、熱導(dǎo)率約為 5 000 J/(m·K·s)［3］、載流子遷移率達15 000cm2/(V·s)［4］、比表面積約 2 630m2/g［5］等等。集眾多優(yōu)異性能于一身的石墨烯在近幾年里成為了一個研究熱點［6－16］。

自然狀態(tài)下的石墨烯易發(fā)生團聚現(xiàn)象，但可通過適當(dāng)?shù)姆椒▽⑹┡c金屬納米粒子組合成復(fù)合材料。作為分隔劑，這些納米粒子不僅可以有效阻止石墨烯片層間的團聚，而且可以維持其優(yōu)異的物理、化學(xué)性能。作為填料，這些金屬納米粒子更可以改善甚至增強石墨烯－金屬納米粒子復(fù)合材料的性能［17］。北京航空航天大學(xué)的于美等［18］通過原位還原法制備出石墨烯－Ag納米粒子復(fù)合材料，對其進行表征，發(fā)現(xiàn)硝酸鹽用量的多少制約著復(fù)合材料中Ag納米粒子的大小，在一定的Ag+濃度下，分布在石墨烯片層上的Ag納米粒子的粒徑約為25nm;另外還發(fā)現(xiàn)，隨著Ag納米粒子的介入，復(fù)合材料中石墨烯的拉曼信號也同時增強了7倍。金屬納米粒子與石墨烯組合成具有獨特力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性能的多功能復(fù)合材料，已經(jīng)在生物醫(yī)藥、超級電容器、傳感器等領(lǐng)域［19］展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。因此，對石墨烯基金屬納米粒子復(fù)合材料進行相關(guān)研究具有一定的實際意義。

1 石墨……

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