在碳納米管上負載納米粒子得到了廣泛的關注和研究，這種新型的納米結構也已經(jīng)在生物醫(yī)藥、催化、傳感器的領域取得了一定的進展。相對于碳納米管，石墨烯具有相似的穩(wěn)定的物理性質，但是具有更高的比表面積，因此，在石墨烯上負載納米粒子同樣有希望得到新的納米結構，并改變其物理特性而產(chǎn)生更為豐富的功能與應用。除與納米粒子復合外，石墨烯與其他碳基納米材料也可復合組裝形成復合材料。Liu等人通過共價連接的方法制備了石墨烯/富勒烯復合材料，發(fā)現(xiàn)富勒烯修飾后的石墨烯非線性光學性能得到了顯著提高。Yang等人將碳納米管與石墨烯混合制備了一種新型的超級電容器，發(fā)現(xiàn)當石墨烯含量為90%時比電容高達326.5F/g。同時，許多課題組也證明石墨烯/碳納米管復合材料在制備透明導電薄膜方面的優(yōu)勢，他們發(fā)現(xiàn)石墨烯與碳納米管混合后制備的導電薄膜在性能上要優(yōu)于單一組分的導電薄膜。可應用于電機、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風力發(fā)電、電觸頭材料等領域。云南制備石墨烯復合材料圖片

外，其他方面的應用也和聚合物導電性的提升緊密相關。例如，應用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導電聚合物材料進行復合。這一方法可以在保證制備得到的超級電容器電極高充放電性能和高穩(wěn)定性的同時提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復合材料已經(jīng)被廣泛應用于電容器電極材料中，制備的電容器電極材料的比電容可達421.4F/g甚至更高50-52。因此，還原后的氧化石墨烯作為填料對提升聚合物的導電性能具有明顯的效果，極大地促進了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產(chǎn)中的應用。東北制備石墨烯復合材料使用方法石墨烯適用于鋰離子電池正負極材料導電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環(huán)壽命和倍率性能。

CNTs和石墨烯具有獨特的結構，用作NR復合材料的增強填料可以賦予橡膠制品**度、高耐磨、導電和導熱等性能，拓寬橡膠材料的應用范圍。碳納米材料/NR復合材料的開發(fā)及應用發(fā)展?jié)摿Υ螅枪δ苄韵鹉z材料的一個重要發(fā)展方向。目前，我國CNTs和石墨烯工業(yè)產(chǎn)品的成本較高，其與NR復合材料的研究大多還處于試驗研究階段。隨著CNTs和石墨烯在聚合物基體中的分散技術和作用機理研究的進一步深入以及市場規(guī)模化，CNTs和石墨烯在NR領域的大規(guī)模應用將得到快速發(fā)展，**推動我國NR復合材料的發(fā)展，提升我國橡膠工業(yè)的競爭力。

還原石墨烯以及改性的石墨烯已經(jīng)被用在藥物載體、活細胞成像、生物分子檢測等生物領域[50]。相比于碳納米管，石墨烯基材料在生物領域的應用有著明顯的優(yōu)勢。首先，它不含金屬催化劑等雜質，因此不會對細胞產(chǎn)生生物應激。其次，改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次，石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上，檢測生物細胞以及生物分子。它能作為界面對單個細菌進行識別，也能作為無標記，可逆DNA檢測器，或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質/DNA[123]。氧化石墨烯應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。

氧化石墨烯可以用于提高環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的熱導率，但無法像提高導電性那么明顯，甚至低于有效介質理論。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增加熱阻。液態(tài)硅橡膠（LSR）廣泛應用于電子器件的密封。然而，在一般情況下，LSR的導熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過量，從而導致器件損壞或壽命降低。為了緩解這一現(xiàn)狀，Mu等人研究了寬體積范圍內填充ZnO的硅橡膠的熱導率，并研究了形成的導電粒子鏈對熱導率的影響。同時也研究了Al2O3用量對硅橡膠導熱性能和力學性能的影響。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度。東北導電石墨烯復合材料生產(chǎn)

GO氧化石墨（烯）為黃褐色或者黑褐色膏狀物料。云南制備石墨烯復合材料圖片

氧化石墨烯在聚合物基體中可以限制聚合物鏈的流動性，在燃燒過程中，各向異性氧化石墨烯形成碳層網(wǎng)絡，阻礙降解產(chǎn)物的逸出。還原后石墨烯還具有較高熱導率，有助于燃燒區(qū)域狙擊的熱量擴散，因此氧化石墨烯/聚合物復合材料可用作阻燃材料。此外，氧化石墨烯還可提高PS、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐熱性60,61。這是因為氧化石墨烯的含氧基團與聚合物的氫鍵配位后，使復合材料的自由離子量縮減，進而在一定程度上降低了復合材料的振動頻率。研究人員通過共混法，以氧化石墨烯和混合材料樹脂用作原材料，進行氧化石墨烯聚合物復合材料的制備。實驗結果發(fā)現(xiàn)所制備的復合樹脂材料與單純的樹脂相比，耐熱性能有了***的提升，這無疑為耐熱材料的良好應用打下了堅實穩(wěn)定的基礎，也推動了耐熱材料的發(fā)展62。云南制備石墨烯復合材料圖片