石墨烯在可穿戴功能纺织品中的应用进展

秦 泰

江西服装学院 服装设计学院(中国)

石墨烯结构以碳原子sp2杂化构造苯六环，通过苯六环为基本单元相互键合形成二维平铺蜂窝晶体结构，石墨烯结构模型示意图与扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy， STM)图如图1所示[1]。在一定条件下可将该结构的二维结构折叠，以折叠网状结构起伏延伸排列。独特的构型使石墨烯具有高比表面积(2 630 m2/g)、高电导率(电阻率为10-6Ω·cm)、高强高模[断裂强度为(130±10)GPa；弹性模量为(1.0±0.1)GPa]、高导热率。除优异的物理性能外，其化学性能也非常稳定，因此石墨烯也成为未来新型材料的主要代表之一。目前常用的石墨烯制备方法主要有切割碳管法、外延生长法、液相剥离法、化学气相沉积法与机械剥离法。以上5种制备方法各有优缺点，如切割碳管法以氧化剂为工具切割碳纳米管，该法的优势为成本低，弊端是制备的同时引入其他杂质；外延生长法制备的石墨烯产品纯度与尺寸较高，弊端是对从业人员技术要求过高，难以实现规模化生产；液相剥离法的优点是产量高、成本低，但制备过程中对环境污染较大；化学气相沉积法对制备仪器设备要求高、产率低，优点是制品品质高，结构缺陷少；机械剥离法优点是成本低、操作简单，弊端是石墨烯制品的尺寸与层数难以控制，产品良品率低。

石墨烯的制备在工艺与设备上与工业化的要求均有很大差距，但其优异的性能特点与广泛的应用领域为石墨烯的研究与制备提供了方向。本文通过综述石墨烯在功能纺织品上的应用，为石墨烯的进一步开发与应用提供参考。……