石墨烯导电高分子复合材料
导电高分子材料的研究进展
导电高分子材料的研究进展导电高分子材料是一种能够传导电流的高分子材料，具有优异的导电性能和灵活的可塑性。
它们广泛应用于电子器件、柔性电子器件、能源存储和传输等领域。
随着科技的不断发展，导电高分子材料的研究也在不断取得进展。
本文将就导电高分子材料的研究进展进行探讨。
近年来，导电高分子材料的研究主要集中在三个方面：一是发展新型的导电高分子材料，二是研究导电机理，三是提高导电性能。
1.发展新型的导电高分子材料石墨烯是一种具有高导电性能的二维材料，其单层厚度仅为一个原子。
由于其优异的导电性能和独特的二维结构，石墨烯被广泛应用于导电高分子材料的开发。
例如，石墨烯可以添加到传统的高分子材料中，以提高其导电性能。
此外，石墨烯的制备方法也在不断改进，例如化学气相沉积和机械剥离技术，以提高石墨烯的制备效率和质量。
除了石墨烯，碳纳米管也是一种具有很高导电性能的材料。
碳纳米管的直径仅为几个纳米，但长度可以达到几个微米甚至更长。
碳纳米管可以在高分子基体中分散，形成导电网络，从而提高高分子材料的导电性能。
此外，一些研究人员还提出了利用纳米粒子和聚合物共同制备导电高分子材料的方法，以获得更好的导电性能。
2.研究导电机理研究导电机理是导电高分子材料研究的重要方向。
目前，导电高分子材料的导电机理主要包括两种：一种是有机导电材料的分子导电机理，即通过有机分子的电荷迁移来实现导电；另一种是金属/高分子复合材料的载流子传输机理，即通过金属粒子或纳米线来传输载流子。
研究导电机理有助于深入理解导电高分子材料的性质，并为其应用提供指导。
3.提高导电性能提高导电性能是导电高分子材料研究的重要目标之一、目前，提高导电性能的方法主要包括以下几个方面：一是通过改变高分子材料的结构和组分来调控导电性能，例如改变共聚物的比例和合成导电高分子材料的共轭结构。
二是通过添加导电剂来提高高分子材料的导电性能，例如添加金属粒子、碳纳米管等。
三是通过改变导电高分子材料的处理方法来提高其导电性能，例如通过拉伸、压印等方法调控高分子链的排列和导电网络的形成。
石墨烯聚苯胺复合材料
石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在MFC应用
石墨烯是一种六角形呈蜂窝晶格的单层片状结构的二维 新材料，具有导电能力强、比表面积大、突出的电学、力 学、热力学性能等优点。这使其成为最具潜力的高科技应 用材料，但石墨烯易发生团聚，分散性差，会影响其导电 性能。
将 GR 填充到 PANI 上制成复合材料，PANI 以 π-π键形式均匀分散在 GR 上，这种协同作用可避免 两种材料各自的不足，可较大程度地提高复合材料 的电化学性能。
［5］汪建德、彭同江、鲜海洋等. 三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及. 90-98
［6］何海波、王许云、白立俊等. 石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中应 用［J］. 化工学报. 2014，65（6）. 2186-2192
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石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在MFC应用 MFC 阳极具有负载微生物、传递电子、底物氧
化等作用，是影响 MFC 产电性能的重要影响因素 之一。选择有潜力的阳极材料以及对其进行改性， 对 MFC 产电能力的提高具有重要的意义。
导电的聚苯胺是一种典型的π电子共轭结构的高 分子聚合物，但PANI 在化学氧化还原过程中体积变化 较大，导致其化学稳定性较差。
MFC
与金属相比，石墨烯/聚苯胺复 合材料作为电磁屏蔽材料具有 低密度、不易腐蚀、易加工等 优点
石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在超级电容器电极中的应用
聚苯胺(PANI)作为超级电容器的理想电极材料, 具有制备工艺简单、成本低廉、可逆性好、比容量 高、能进行快速的掺杂与去掺杂过程等一系列优点。 但由于在长时间的充放电循环过程中其结构易出现 溶胀和收缩行为, 导致其循环稳定性较差, 限制了它 的进一步应用, 与碳基材料复合是缓解此缺陷的最佳 途径之一。而作为新型碳材料的石墨烯有着良好的 结构稳定性、强导电性和大比表面积, 被认为是用来 克服PANI结构不稳定性的最佳碳材料之一。
氧化石墨烯增强的高分子复合材料的研究
氧化石墨烯增强的高分子复合材料的研究氧化石墨烯增强的高分子复合材料是当今材料科学领域备受关注的研究方向之一。
它结合了高分子材料和石墨烯的优点，具有优异的力学性能和热导率，因此在诸多领域都有着广泛的应用前景。
首先，让我们来了解一下氧化石墨烯。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有超高的机械强度和导电性能。
而氧化石墨烯是在石墨烯上引入氧原子后形成的材料。
氧化石墨烯具有高度的化学稳定性和良好的分散性，能够与高分子材料充分接触并形成复合材料。
然而，单独的高分子材料往往具有较低的力学性能，无法满足某些特殊需求。
因此，研究人员开始将氧化石墨烯引入高分子材料中，以期望从中得到增强的性能。
通过将氧化石墨烯纳入高分子基体中，可以有效提高材料的力学强度、刚度和耐热性能。
在制备氧化石墨烯增强的高分子复合材料时，研究人员通常采用不同的方法。
一种常见的方法是机械搅拌法。
该方法首先将氧化石墨烯分散在适当的溶剂中，然后与高分子基体进行搅拌。
通过搅拌使得氧化石墨烯均匀分散于高分子基体中，从而增强材料的性能。
除了机械搅拌法，还有其他方法可以制备氧化石墨烯增强的高分子复合材料，例如原位聚合法和柔性基质法。
这些方法在不同的应用领域中发挥了重要的作用。
例如，在航空航天领域，研发出了氧化石墨烯增强的高分子复合材料，用于制备轻质高强度的飞机结构材料。
在电子器件领域，氧化石墨烯增强的高分子复合材料因其导电性能被广泛应用于制备柔性电子器件。
此外，氧化石墨烯不仅可以用于增强高分子材料的力学性能，还可用于提高材料的导热性能。
石墨烯具有极高的热导率，因此将其引入高分子材料中可以显著提高材料的热导率。
对于一些需要散热的应用，如电子器件、电池等领域，氧化石墨烯增强的高分子复合材料具有巨大的潜力。
总之，氧化石墨烯增强的高分子复合材料是一种非常有前景的研究方向。
它结合了高分子材料的可塑性和氧化石墨烯的优异性能，具有广阔的应用前景。
随着研究的不断深入，相信这种复合材料将在各个领域中发挥重要作用，并为我们的生活带来更多的便利和创新。
石墨烯纳米片详细性能参数
石墨烯纳米片性能参数石墨烯纳米片性能参数，这是我们在购买前需要了解的事情。
石墨烯纳米片具有优良的导电，润滑，耐腐，耐高温等特性。
制备的石墨烯纳米片厚度在4～20nm,微片大小在5～10μm,小于20层。
石墨烯纳米片在导热方面显示了它优异的特性，应用在导热胶，导热高分子复合材料，散热材料中。
同时在导电橡胶，导电塑料，抗静电材料方面有广阔的应用前景。
下面就由先丰纳米给大家简单的介绍石墨烯纳米片性能参数。
性能:1、具有高比表面积和发达的中孔,孔隙结构分布合理。
2、具有优异的吸波防辐射屏蔽性能,可有效降低内阻,屏蔽辐射。
,3、石墨烯除了有很好的导电性能外,还具备优异的机械性能及导热性能,是导电涂料添加剂4、石墨烯的导热系数高,将其用于导热涂料可有效传导材料的内部温度,增强导热效果。
应用领域:1、导电涂料,纳米导电复合材料、纳米电子器件、塑料、橡胶和锂离子电池等方面具有广泛的应用前景。
2、防屏蔽涂料,石墨烯具有优异的吸波,防辐射屏蔽功能,可直接应用于防屏蔽涂料,军工等防辐射材料。
3、塑料里掺入百分之一的石墨烯,能将它们转变成电导体,且增强抗热和机械性能。
如果想要了解更多关于石墨烯纳米片的内容，欢迎立即咨询先丰纳米。
先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线。
自2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。
科研客户超过一万家，工业客户超过两百家。
南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内，现专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及技术提供商。
2016年公司一期投资5000万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”，建筑面积近4000平方，形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米材料制造和技术服务中心。
导电高分子复合材料综述
导电高分子复合材料综述导电高分子复合材料是一种结合了导电填料和高分子基体的非金属导电材料。
由于其优异的导电性能和高分子材料的良好工艺性能，导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域得到了广泛应用。
本文将从导电填料、高分子基体、制备方法和应用领域等方面综述导电高分子复合材料的研究进展。
导电填料是导电高分子复合材料中的关键组成部分。
目前常用的导电填料包括金属填料、碳黑、导电纤维和导电聚合物等。
金属填料具有良好的导电性能，但其加工性差，易生锈。
碳黑填料性能稳定，但存在聚集现象，导致流变性能下降。
导电纤维可以提供较高的导电性能，但通常与高分子基体的相容性较差。
导电聚合物由于能够形成连续的导电网络，并且可以与高分子基体较好地相容，因此成为近年来发展的研究热点。
高分子基体对导电高分子复合材料的力学性能、导电性能和工艺性能等起着重要影响。
常用的高分子基体包括聚合物树脂、热塑性弹性体和热塑性聚合物等。
聚合物树脂由于具有良好的力学性能和化学稳定性，因此广泛应用于导电高分子复合材料。
热塑性弹性体由于可以在一定温度范围内恢复弹性，因此在导电弹性体材料中得到了广泛应用。
热塑性聚合物由于具有良好的工艺性能，在导电高分子复合材料中也得到了较好的应用效果。
制备方法是影响导电高分子复合材料性能的关键因素之一、常用的制备方法包括溶液共混法、熔融共混法、反应挤出法和电沉积法等。
溶液共混法通过将导电填料和高分子基体溶解在适当的溶剂中，然后通过挥发溶剂的方式获得导电高分子复合材料。
熔融共混法是将导电填料和高分子基体在高温下混炼，然后通过冷却固化得到复合材料。
反应挤出法是通过聚合反应实现导电高分子复合材料的制备。
电沉积法是将金属填料等导电材料沉积在高分子基体上来制备导电高分子复合材料。
导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域具有广阔的应用前景。
在电子和电器领域，导电高分子复合材料可以用于生产导电薄膜、导线、印刷电路板等；在电磁波屏蔽领域，导电高分子复合材料可以用于制备导电涂层和导电材料；在静电防护领域，导电高分子复合材料可以用于制备静电消除器和防静电材料。
高分子导电材料
高分子导电材料
高分子导电材料是一类具有导电性能的材料，通常由高分子聚合物和导电填料
组成。
这种材料具有良好的导电性能和机械性能，被广泛应用于电子、光电子、能源等领域。
本文将介绍高分子导电材料的种类、性能、制备方法及应用领域。
高分子导电材料可以分为导电聚合物和导电复合材料两大类。
导电聚合物是指
在高分子聚合物中掺杂导电填料，使其具有导电性能，如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。
而导电复合材料是将导电填料与高分子基体进行复合，如碳纳米管、石墨烯、金属颗粒等。
高分子导电材料具有优异的导电性能，可以用于制备柔性电子器件，如柔性显
示屏、柔性电池、柔性传感器等。
与传统的硅基材料相比，高分子导电材料具有重量轻、柔性好、成本低等优点，因此在柔性电子领域具有广阔的应用前景。
制备高分子导电材料的方法多种多样，常见的方法包括溶液浸渍法、电化学沉
积法、热压法等。
这些方法可以调控导电填料的含量和分布，从而影响材料的导电性能和力学性能。
除了在柔性电子领域，高分子导电材料还被广泛应用于能源领域。
例如，用于
制备柔性锂离子电池的电极材料、柔性太阳能电池的电极材料等。
这些应用不仅需要材料具有良好的导电性能，还需要具有良好的稳定性和耐久性。
总的来说，高分子导电材料具有广泛的应用前景，特别是在柔性电子和能源领域。
随着材料制备技术的不断改进和新型导电填料的涌现，高分子导电材料将会在未来发展出更多的新应用。
希望本文的介绍能够为相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。
石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能研究
石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能研究摘要：近年来，石墨烯作为一种新颖的碳基材料，其独特的结构和优异的性能引起了广泛关注。
石墨烯纳米复合材料，是将石墨烯与其他纳米材料相结合的复合材料，可以在综合性能上进一步提升。
本文主要探讨了石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能之间的关系，并介绍了目前在此领域进行的研究。
1. 引言石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料，具有高导电性、高热导性和高机械强度等优秀特性。
然而，石墨烯的应用受限于其脆性和难处理性。
为了克服石墨烯的这些缺点，研究者开始将其与其他纳米材料相结合，形成石墨烯纳米复合材料。
这些复合材料不仅可以发挥石墨烯本身的特性，还可以利用其他纳米材料的功能增强其综合性能。
2. 石墨烯纳米复合材料的微观结构研究石墨烯纳米复合材料的微观结构是其性能的基础。
一种常用的制备方法是通过化学还原石墨烯氧化物，将其还原成石墨烯，并与其他纳米材料进行混合。
这种方法可以有效地将石墨烯和其他纳米材料紧密地结合在一起。
此外，还可以利用层状材料（如石墨烯和二硫化钼）之间的范德华相互作用力实现石墨烯的层间叠加。
这种方法可以灵活地控制石墨烯的层数和纳米材料之间的相互作用，从而实现对石墨烯纳米复合材料微观结构的调控。
3. 石墨烯纳米复合材料的性能研究石墨烯纳米复合材料的性能主要取决于其微观结构和组成。
一方面，石墨烯在复合材料中可以作为导电层或衬底，提供高导电性和高热导性，从而改善复合材料的导电性能和导热性能。
另一方面，其他纳米材料的添加可以增强复合材料的力学性能和化学稳定性。
例如，将石墨烯与高分子材料相结合可以提高复合材料的柔韧性和可塑性。
同时，与金属纳米颗粒的结合可以提高复合材料的抗氧化性能。
此外，石墨烯纳米复合材料还具有其他特殊的性能。
例如，通过控制石墨烯的层数和添加纳米颗粒的种类和浓度，可以实现对复合材料的光学性能的调控。
石墨烯纳米复合材料还具有优异的吸附性能和催化性能。
这些特殊的性能使得石墨烯纳米复合材料在能源存储、传感器、催化剂和电子器件等领域具有广阔的应用前景。
什么是超级电容!
超级电容(SuperceII)是一种新型储能装置，是以石墨烯等复合材料为正极材料•、在活性炭材料中包裹碳纳米管或石果烯等导电高分子材料，利用充放电过程中的电荷迁移来储存电能，同时又能像普通电容器一样进行能量存储和充放电。
超级电容可分为电化学超级电容、物理超级电容器。
电化学超级电容器(e1ectriccata1yticpump)是指在充放电过程中的电子与离子的交换与扩散作用下，通过电解质中离子扩散的速度来储存能量(或功率)的装置，其本质是利用了氧化链作为储能材料。
物理超级电容(e1ectriccata1yticpump)是指在充电过程中，活性炭内部的微孔中存储了大量电荷；在放电过程中，活性炭表面形成的电介质极易受到环境影响而发生体积变化，同时会使电容降低。
物理超级电容器一般用于航天、国防军工、车辆、大型港口设备、配电网等各种应用领域。
物理超级电容和电化学超级电容在能量存储方式上都可以采用库伦效率低、能量密度低、循环寿命短、不可逆性等问题。
今天小编给大家讲解下超级电容应用领域和优势:一、应用领域1 .新能源汽车：电动汽车、混合动力汽车等；2 .储能电站，3 大型港口设备；4 .医疗卫生行业：mri等高精密医疗器械；5 .航天卫星：星箭分离电源系统；6 .工业电子：应急照明、电梯、电动叉车等；7 .表计：水、燃气表智能表计等：8 .国防军工：坦克、电磁炮、激光武器等大功率能量脉冲武器:9 .风力发电：风力变桨系统太阳能光伏发电；10 .智能电网等：二、特点和优势(1)高功率密度：输出功率密度高达IOKW∕kg,是任何•种化学电源所无法比拟的，是•般蓄电池的数十倍；（2）妥善解决了贮存设备高比能量输出之间的矛盾。
超级电容器可以提佛那个高比功率的同时，其比能量可以达到5-10Wh/kg：（3）充放电循环寿命长，达到IOO次量级；（4）工作温度范围宽∙40°C~+70°C:（5）充电时间短。
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3、原位聚合法
所谓原位聚合法就是将Gr与聚合物单体混合，然 后通过加入引发剂等方法使单体聚合，最后制得Gr/聚 合物复合材料。
特点：这种方法可以较为显著地增强Gr与基体之间的
相互作用，对电导率的提高有一定的作用。原位聚合
法可一定程度上在Gr和聚合物基体间引入化学键，这
些化学键的引入对导电复合材料的导电、导热及机械
备
化钠等）还原成Gr。
方
法
碳管转换法
电泳沉淀法
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三、石墨烯 / 聚合 物复合材料的制备
1.熔熔 共混法
制备 方法
2.溶液 共混法
3.原位 聚合法
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5.聚合物 插层法
4.原位 还原法
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1、熔融共混法
熔融共混法通常是将GO经过剥离及还原制成Gr，然后 将Gr加入到粘流状态的聚合物基体中，通过密炼、挤出、 注塑和吹塑成型制得复合材料。 特点：混合温度、挤压受力等对复合材料的导电性能都会 有影响，故使用熔融共混法时选择合适的混炼工艺是十分 重要的。
性能都是有帮助的。
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4、原位还原法
原位还原法实际上是利用GO易分散于溶剂中的性能，先 将分散于溶剂中的GO加到聚合物基体分散液中，通过充分 的搅拌、超声振荡等手段将GO与聚合物基体充分混合均匀 ，然后加入还原剂（如水合肼）对GO进行充分还原，将反 应产物进行干燥即得到Gr/聚合物复合材料。 对比：这与前三种方法相比，此法能将Gr均匀地分散 于基体中，因此研究较为广泛。
改 共价键改 性 性石墨烯 处 理 的 分 类
氧化石墨烯 的共价修饰
非氧化石墨烯 的共价修饰
非共价键改性石墨烯
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共价键改பைடு நூலகம்石墨烯
石墨烯的共价 键功能化改性主要 是通过石墨烯或石 墨烯衍生物（如GO ）进行多种化学反 应，将有机高分子 或小分子基团通过 共价键与石墨烯片 层相连接
非共价键改性石墨烯
非共价键功能化 改性是指利用π-π 相互作用、物理共混 、氢键及离子键等非 共价键相互作用，促 使修饰分子对石墨烯 表面进行功能化改性 ，形成稳定的分散体 系的改性方法
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五、石墨烯/聚合 物复合材料应用
应用
太
超
度传
防吸
阳
级
或感
腐波
能
电
浓器
涂材
电
容
度（
料料
池
器
）温
及
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1、石墨烯/聚合物导电复合材料的电导率与其使用环境
石墨烯导电高分子复合材料 研究进展
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目录
• 一、摘要
• 二、石墨烯简介
• 三、石墨烯 / 聚合物导电复合材料的制备方法
• 四、石墨烯的功能化改性处理
• 五、石墨烯/聚合物导电复合材料的应用
• 六、结语
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一、摘要
综述了有关填充型导电高分子复合材料的研究 进展及其应用，重点介绍并比较了石墨烯（Gr）/聚 合物导电高分子复合材料的制备方法，讨论了石墨 烯的功能化改性处理。
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5、聚合物插层法
聚合物插层法是指通过机械剪切力或溶剂作用将聚 合物分子插入到Gr片层中去，从而得到Gr/聚合物复合 材料。 特点：通过这种方法制得的复合材料中聚合物分子与Gr 之间的相互作用更加显著，因次通过此法能更大程度提 升材料的各方面性能。
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四、石墨烯的 功能化改性处理
众的特点,例如电导率可调及电导性好、耐腐蚀、加工性
强、柔韧性好等。
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六、结语
石墨烯/聚合物导电复合材料在实际应用及理论研究中都有重大 的意义，在某些领域石墨烯/聚合物导电复合材料扮演着更加重要的 角色。但真正实现石墨烯/聚合物导电复合材料的工业化生产还需要 解决一些问题。
首先是改进复合材料的制备方法，改善石墨烯在聚合物基体中的 分散状态；其次，石墨烯填料在导电高分子材料具体的导电机理如何 ，石墨烯与聚合物基体之间的相互作用机理等尚未有十分明确的解释 ，仍需进行大量的研究。
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二、石墨烯简介
自2004年石墨烯（Graphene，Gr）被英国曼彻斯特大 学两位科学家Andrew Geim和Konstantin Novoselov用一 种简单的胶带剥离方法首次制得后，石墨烯便成为科学家 研究的新宠。
密堆积排列具有二维蜂窝状结构的新材料碳原子以共 价键结合，每个碳原子发生sp2杂化，这使得每个碳原子 剩余的p轨道上都有一个电子，这些电子之间相互作用， 在石墨烯垂直平面上形成一个无穷大的离域大π键，在这 个大π键中电子可自由移动，这就使得石墨烯的电导率高 达106s/m。
石墨烯的独特结构，使其在能源电池，电容导体，传 感器件，吸波材料等领域有十分广泛的应用前景。以石墨 烯为填料可大大改善聚合物的导电、导热及力学性能。
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物理剥离法
石
主要是通过超声波剥离等机械手段 对石墨进行剥以得到 片层石墨烯
墨
烯
的
化学还原法
制
先将石墨氧化成氧化石墨（GO）， 然后将GO通过还原剂（如水合肼、硼氢
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2、溶液共混法
溶液共混法通常是将Gr稳定的分散在有机溶剂中，然后将 聚合物基体加入到Gr分散液中；有将聚合物基体分散于有机溶 剂中，再向分散液中加入Gr。再通过机械搅拌、超声分散以及 冷冻干燥等技术制得Gr/聚合物导电复合材料。 对比：一般来说，采用溶液共混法制得的导电复合材料的导 电性要比采用熔融共混法制得的材料高。相比较熔融共混法， 溶液共混法通过机械搅拌或超声分散等一些物理手段能将石墨 烯更均匀地分散于聚合物基体中。
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（如温度、湿度、气体浓度等）、填料浓度等相关，因
此可将导电复合材料用作温度或浓度的敏感传感器。改
变复合材料中石墨烯填料的浓度可以制备适用于任何条
件下的高电流或温度传感器。
2、利用石墨烯/聚合物导电复合材料的相对密度小、电
导率较大以及比表面积大等特点可用作电池的电极材料。
3、石墨烯/聚合物导电复合材料作为优良导体有许多出