王 玉，张靖翔，张宝强，赵可人，王卓越，沈沅樽，张强强

(1.兰州大学土木工程与力学学院， 甘肃 兰州 730000)(2.兰州大学 西部灾害与环境力学教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000)(3.兰州大学口腔医学院， 甘肃 兰州 730000)

1 前 言

石墨烯(graphene)是从石墨中剥离出来的单原子层二维晶体，由碳原子以sp2电子轨道杂化形成的具有六角型蜂巢晶格状二维点阵结构[1]。自2004年Geim和Novoselov通过机械剥离法首次成功制备这一划时代的新型材料以来[2]，其独特的原子晶体结构和电子排布赋予了其独一无二的力学、电学、热学、光学和化学特性[3-5]，使其在高性能电子器件、储能设备、智能传感、生物医疗、复合材料等领域展现出了广阔的应用前景[6-10]。同时，在近十多年间，石墨烯成为横跨物理、化学、生物、工业等学科领域的交叉研究热点，得到了全球大量科研学者和企业工作人员的关注。

众所周知，单原子层二维石墨烯片微元超大宽厚比导致的力学超柔性和本体微纳小尺度特征，使其难以直接被操控或者使用，极大地弱化了石墨烯诸多优异性能的有效利用。相比之下，三维石墨烯作为宏观尺度构筑的一类新型多孔碳纳米材料，可以最大程度地保持石墨烯优异的固有特性，及其具有的丰富的孔隙结构、超轻的密度、大比表面积、低导热系数、高导电率、良好的力学可压缩性和结构稳定性等性能，赋予它在宏观大尺度更加广泛的应用前景[11]。因此，为了在宏观尺度上充分利用石墨烯的优异特性，实现三维石墨烯宏观体构筑，促进石墨烯微纳单元优异特性宏观尺度功能化，推动石墨烯材料大尺度研究与应用发展，成为当前石墨烯三维功能材料研究的一个热点方向。……