杜德壮 曾琦 凌良仲 张克勤

摘要：石墨烯及其复合材料近年来成为研究热点，目前对石墨烯复合纤维材料的潜在应用已有大量研究，如储能材料、转换设备、传感器、导线等。与石墨烯基气溶胶和石墨烯复合膜等多维材料相比，石墨烯复合纤维的机械性能和导电性能突出。此外，石墨烯复合纤维可以弯曲、打结，甚至织成柔性导电织物。本文综述了石墨烯复合纤维的主要制备方法、性能及应用，并对这一领域的发展进行了展望。

关键词：石墨烯；石墨烯复合纤维；导电率；机械性能

中图分类号： TQ127.1+1 文献标志码：A

The Development and Application of Graphene Composite Fiber

Abstract： Graphene and related composite materials have become a popular research topic. Up to now， a lot of efforts have been made to investigating the potential applications of graphene composite materials in such fields as energy-storing materials， conversion equipment， sensor and conducting wire. Graphene composite fiber outperforms multi-dimensional materials such as graphene-based aerosol and graphene composite membrane in terms of mechanical properties and conductivity. Moreover， graphene fiber can be curved， knotted， or even woven into flexible conductive fabric. The paper introduces main production methods， properties and applications of graphene fiber and anticipates its future development.

Key words： graphene； graphene composite fiber； electrical conductivity； mechanical property

1 前言

石墨烯是从石墨中剥离出来的只有 1 层原子厚度的二维晶体，厚度约为0.34 nm。继1985年C60（富勒烯）和1991年碳纳米管的首次报道后，2004年石墨烯的发现再次推动了人们对碳元素纳米材料的研究。研究表明，石墨烯具有非凡的机械性能、导电性能、热学性能以及光学性能。为了将石墨烯的这些优异性能进行实际应用，人们研发了三维石墨烯泡沫、二维石墨烯薄膜和一维的石墨烯复合纤维。然而，石墨烯复合纤维的特性以及制备方法还未被全面的介绍，不同制备方法与纤维性能之间的关系仍需讨论。

本文主要对石墨烯复合纤维的特点、制备方法及应用进行了系统论述，并探讨了不同制备方法对石墨烯复合纤维性能的影响。本文同时介绍了近年来石墨烯复合纤维的一些代表性应用，也对其潜在的研究与发展前景进行了展望。

2 石墨烯复合纤维