石墨烯已有70多年歷史，但是從發(fā)表的文章來看，2004年起,石墨烯從實驗室真正地被分離出來。石墨烯從粉體、到單層擁有很多優(yōu)異的物理特性,最薄、最強、最輕、最柔、電流密度耐性最大等等。基于具有優(yōu)異的性能,預(yù)測到石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從電子信息、新能源、涂料、生物工程到復(fù)合材料，包括大部分產(chǎn)業(yè)。

    石墨烯是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體。作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，掃描電鏡下的石墨烯，顯示出其碳原子組成的六邊形結(jié)構(gòu)。在2015年石墨烯發(fā)現(xiàn)之前，石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強度最高的材料，如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的貓。

    橡膠是一種在大變形下能迅速恢復(fù)形變的高分子材料，近年來，橡膠工業(yè)的迅速發(fā)展，對橡膠制品提出了更高的要求，特別是高速列車、大飛機和航空航天等高科技領(lǐng)域，對橡膠材料要求近乎苛刻，橡膠材料必須向著功能化、精細化和多元化的方向發(fā)展。納米填料具有較大的比表面積、較強的填料─聚合物界面作用力，納米復(fù)合材料比傳統(tǒng)材料具有更優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和氣/液阻隔性能，采用納米填料改性橡膠是橡膠工業(yè)的發(fā)展趨勢之一。

    那么，用石墨烯改造橡膠材料，靠譜嗎?

    目前制備石墨烯橡膠復(fù)合材料的制備方法主要有三種，即膠乳共混法、溶液共混法和機械混煉法。這里我們使用膠乳共混法制備石墨烯/橡膠復(fù)合材料，方法是將石墨烯或者石墨烯氧化物的分散液加入到橡膠膠乳中，攪拌均勻后進行破乳、干燥、硫化得到石墨烯/橡膠復(fù)合材料。大多數(shù)的橡膠是以膠乳形式存在，無溶劑引入，污染小，工藝相對簡單。

    關(guān)于石墨烯/橡膠復(fù)合材料，目前研究得較多的是石墨烯天然橡膠復(fù)合材料。與其他碳系填料相比，石墨烯填充橡膠復(fù)合材料的機械性能提升效果更為顯著。研究發(fā)現(xiàn)，相比于純天然橡膠、含 2%石墨烯的石墨烯天然橡膠復(fù)合材料的拉伸強度增加了 47%。

    盡管石墨烯看上去前景很美好，應(yīng)用很廣，但困難很多，到現(xiàn)在為止國內(nèi)真正規(guī)模型的應(yīng)用還沒有。主要是由于石墨烯價格太高，還有上下游銜接技術(shù)轉(zhuǎn)化較薄弱，應(yīng)用到下游需要很多的投入和開發(fā)，這些都存在障礙。鑒于過去幾個月里學(xué)界并無新的突破性進展，近日它的這波突發(fā)性"火熱"，恐怕本質(zhì)上還是資本運行的炒作結(jié)果，應(yīng)審慎對待。作為工業(yè)技術(shù)，石墨烯看起來還有許多未能克服的困難。目前石墨烯的應(yīng)用還是受限于材料生產(chǎn)，所以那些使用最低級最廉價石墨烯的產(chǎn)品(譬如氧化石墨烯納米顆粒)，會最先面世，可能只需幾年;但是那些依賴于高純度石墨烯的產(chǎn)品可能還要數(shù)十年才能開發(fā)出來。