石墨烯在金属复合材料领域的应用

石墨烯是由单层碳原子以正六边形严密陈列成蜂窝状的二维立体构造，其二维构造使石墨烯具有大的比外表积以及优异的电学、力学和热学功能，以上诸多特性使石墨烯在金属复合材料中有着普遍的使用。

一方面，以石墨烯爲载体负载金属纳米颗粒。金属纳米颗粒特别是贵金属纳米颗粒具有很棒的波动性和催化活性等，普遍使用于催化剂、传感器等范畴。但随着尺寸的减小，其外表能添加会招致颗粒之间容易发作聚会，而以石墨烯爲模板负载金属纳米颗粒，可以起到物理隔离作用，避免颗粒的聚会，加强其活性。另外石墨烯可以和金属纳米颗粒停止耦合，可控地组装成三维构造，完成材料的多功用使用。同时可以降低贵金属的含量，降低制备本钱。在此项研讨中，除了要处理石墨烯本身的制备本钱及量产技术外，次要的成绩是如何更准确地控制金属纳米颗粒在石墨烯标明的分散水平和尺寸散布，从而进步其活性面积和反响功能。

另一方面，将石墨烯片层构造添加到金属基体中，可在很大水平上进步金属资料的力学功能，同时不影响甚至改善资料的热学功能和电学功能，此类材料爲石墨烯加强金属基复合资料。金属复合材料具有低密度、高强度等特点可普遍使用于航空航天、轻汽车配件等。但是，如何将石墨烯片层平均分散到金属基体中，同时使石墨烯和金属间构成良好的接触界面且不毁坏石墨烯的微观构造成爲研讨的难点。目前相关任务集中在石墨烯加强铝、镍、铜等金属复合材料。