石墨烯粉末是一種由單層或多層石墨烯片組成的納米碳材料，具有獨(dú)特的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)。作為目前已知最薄、強(qiáng)度最高、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能優(yōu)異的材料之一，石墨烯自2004年被成功剝離以來，迅速成為材料科學(xué)、物理、化學(xué)及工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。石墨烯粉末通常通過機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積（CVD）、氧化還原法或液相剝離等方法制備，其中氧化還原法因成本較低、可規(guī)模化生產(chǎn)而被廣泛用于工業(yè)級石墨烯粉末的制造。

　　以下是石墨烯粉末的主要作用及應(yīng)用場景：

　　1、增強(qiáng)材料性能

　　復(fù)合材料強(qiáng)化：

　　機(jī)械性能：石墨烯粉末作為添加劑可顯著提升材料的強(qiáng)度、硬度和韌性。例如，添加少量石墨烯（0.1-5 wt%）可使聚合物基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高30-50%，同時(shí)降低重量。

　　耐磨性：在金屬或陶瓷基體中加入石墨烯粉末，可減少摩擦系數(shù)，提高耐磨性，適用于軸承、刀具等高磨損場景。

　　導(dǎo)電性提升：

　　石墨烯粉末可降低復(fù)合材料的電阻率，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、電磁屏蔽材料等領(lǐng)域。例如，在塑料中添加石墨烯粉末可使其導(dǎo)電性接近金屬，同時(shí)保持輕量化。

　　2、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換

　　鋰離子電池：

　　負(fù)極材料：石墨烯粉末可作為鋰離子電池負(fù)極的導(dǎo)電添加劑，提高電池充放電速率和循環(huán)穩(wěn)定性。例如，硅基負(fù)極材料中加入石墨烯可緩解體積膨脹問題，延長電池壽命。

　　導(dǎo)電劑：替代傳統(tǒng)碳黑，提升電極導(dǎo)電性，降低內(nèi)阻，適用于高功率電池。

　　超級電容器：

　　石墨烯粉末的高比表面積（可達(dá)2630 m²/g）使其成為理想電極材料，可實(shí)現(xiàn)快速充放電和高能量密度，適用于儲(chǔ)能設(shè)備、備用電源等。

　　太陽能電池：

　　作為透明導(dǎo)電電極的替代材料（如替代氧化銦錫，ITO），降低生產(chǎn)成本并提高柔性。

　　3、熱管理

　　導(dǎo)熱材料：

　　石墨烯粉末的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5000 W/m·K，遠(yuǎn)超銅和鋁。將其添加到樹脂、橡膠或金屬中可顯著提升材料的導(dǎo)熱性，廣泛應(yīng)用于散熱片、熱界面材料、LED封裝等領(lǐng)域。

　　熱電轉(zhuǎn)換：

　　利用石墨烯的塞貝克效應(yīng)，可將廢熱轉(zhuǎn)化為電能，適用于工業(yè)余熱回收、可穿戴設(shè)備供電等。

　　4、電子與半導(dǎo)體領(lǐng)域

　　柔性電子：

　　石墨烯粉末可制備成柔性導(dǎo)電薄膜，用于可穿戴設(shè)備、折疊屏手機(jī)等，替代傳統(tǒng)剛性電路板。

　　傳感器：

　　高靈敏度特性使其適用于氣體傳感器、壓力傳感器、生物傳感器等。例如，檢測NO?、NH?等有害氣體的濃度變化。

　　透明導(dǎo)電電極：

　　用于觸摸屏、太陽能電池、OLED顯示器等，替代稀有金屬ITO，降低成本并提高柔韌性。

　　5、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

　　藥物載體：

　　石墨烯粉末的比表面積大，可負(fù)載藥物分子，通過表面修飾實(shí)現(xiàn)靶向輸送，提高治療效果并減少副作用。

　　生物成像：

　　近紅外熒光特性使其可用于活體成像，輔助疾病診斷。

　　抗菌材料：

　　石墨烯的邊緣鋒利結(jié)構(gòu)可破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，用于制備抗菌涂層、傷口敷料等。

　　6、環(huán)保與催化

　　水處理：

　　石墨烯粉末的高吸附性可去除水中的重金屬離子（如鉛、汞）、有機(jī)污染物和染料，適用于污水處理和海水淡化。

　　催化劑載體：

　　作為載體負(fù)載金屬納米顆粒（如鉑、鈀），提高催化效率，應(yīng)用于燃料電池、光催化分解水制氫等領(lǐng)域。

　　7、航空航天與國防

　　輕量化結(jié)構(gòu)材料：

　　石墨烯復(fù)合材料可減輕飛行器重量，提高燃油效率，同時(shí)增強(qiáng)抗沖擊性能。

　　隱身材料：

　　吸收電磁波特性使其可用于雷達(dá)隱身涂層，降低軍事裝備的探測概率。

　　8、潤滑與防腐

　　固體潤滑劑：

　　石墨烯粉末的層狀結(jié)構(gòu)可減少摩擦，適用于高溫、高壓或真空環(huán)境下的潤滑。

　　防腐涂層：

　　添加到涂料中可形成致密屏障，防止金屬腐蝕，延長設(shè)備壽命。