石墨烯基纸的制备、性能及其应用

石墨烯基纸是以石墨烯及衍生物(氧化石墨烯、还原氧化石墨烯)纳米片为主体,组装成的一种新型、轻质柔韧、具有绿色环保特点的类纸/膜材料。近几年研究表明,石墨烯基纸有望成为一种结构-功能一体化材料,具有高强、柔韧、优异的电学、磁学和生物学性能,在能源环保、通信、生物医药等领域受到广泛关注。从石墨烯基纸应用角度出发,如何协调材料的成分和微观结构等因素,最大化地发挥其结构和功能特性,是该领域的关键问题。从石墨烯基纸的制备、性能及应用3方面进行概述,指出其主流的制备方法有真空抽滤,蒸发溶剂等,并对其力学和电学性质的主要增强方法进行总结,例如完善内部结构、借助偶联剂或与其他物质复合等。进而综述了石墨烯基纸作为电磁屏蔽与吸波膜、抗微生物活性膜和哺乳细胞培养及组织工程支架材料的应用研究现状,目前主要工作集中在复合磁性金属、合金等材料,提高石墨烯基纸的电磁参数和阻抗匹配性以及复合无机抗菌纳米颗粒,从而避免细菌的抗菌性,提高材料的杀菌作用,以及在保持材料较高强度的同时,增强其阻抗匹配性、抗菌作用及生物相容性,拓宽其应用领域。最后,在阐述石墨烯基纸在制备方面存在的主要问题的基础上,展望了未来的发展方向,如开发无毒无害且高效的乳化剂和还原剂,制备高通量、低成本、大尺寸、绿色且强韧的石墨烯基纸。