石墨烯在瀝青復合材料中的研究現(xiàn)狀

張霞，黃剛，周超，袁小亞，賀俊璽，馮曼曼，劉昭

(重慶交通大學交通土建工程材料國家地方聯(lián)合工程實驗室，重慶，400074)

石墨烯(Graphene)是一種由C 原子經(jīng)sp2 電子軌道雜化后形成的蜂巢狀二維納米材料。近年來，石墨烯以其獨特結(jié)構(gòu)、優(yōu)異性能和廣闊的應用前景在電子、信息、能源、材料、環(huán)保和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域成為科研的熱點[1-11]。石墨烯制備技術(shù)取得了積極進展，為石墨烯的基礎研究和應用開發(fā)提供了原料保障，無論在理論研究還是工程應用層面，石墨烯及衍生的石墨烯復合材料都顯示出重大的科學意義和應用潛力。國內(nèi)將碳原子層在1～10 層的石墨烯及相關(guān)衍生物統(tǒng)稱石墨烯材料，其中石墨烯具有單純碳原子形成的準二維結(jié)構(gòu)，同時，石墨烯的碳層可結(jié)合—NH2，—COOH，—OH，—C=O 和—O—等官能團，形成官能團化的石墨烯，目前主要包括氧化石墨烯(graphene oxide，GO)和胺基化石墨烯(TNRGON)這2類。將石墨烯材料應用于土木工程領(lǐng)域，開展石墨烯瀝青復合材料研究，可以使不同環(huán)境中的工程材料獲得更好的性能和更長的壽命，并降低服役成本，同時也可為石墨烯材料功能化應用提供新的發(fā)展方向。目前，國內(nèi)外對于工程領(lǐng)域石墨烯復合改性瀝青材料的研究尚處于初步探究階段，理論和實際應用方面都存在許多問題亟待解決。本文疏理近年來國內(nèi)外工程領(lǐng)域石墨烯材料復合改性瀝青材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)，并對墨烯改性瀝青復合材料進行探討。

1 碳納米材料及石墨烯材料復合瀝青應用研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

在碳納米材料改性瀝青研究領(lǐng)域，MICHELL等[12]研究一維的碳納米管改性路用瀝青，認為碳納米管復合瀝青能夠改善瀝青的高溫性能。……