综述：氧化石墨烯的演变：为下一代纳米复合材料量身定制分子结构

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：The graphene oxide evolution: Tailoring molecular architecture for next-gen nanocomposites

石墨烯氧化物功能化改性及其在聚合物纳米复合材料中的增强机制与应用前景。摘要：

　　

摘要

随着对轻质、高性能材料需求的不断增加，基于石墨烯的聚合物纳米复合材料（GPNCs）受到了越来越多的关注。然而，尽管石墨烯具有卓越的固有性能，但其工业化应用受到阻碍，主要原因是石墨烯和氧化石墨烯（GO）片层在聚合物基体中容易发生聚集，这是由于π-π堆叠和范德华力作用的结果。这种聚集现象会破坏分散均匀性，从而显著降低复合材料的性能。因此，功能化已成为克服这些限制的关键策略。本综述全面而深入地分析了GO及其功能化形式fGO在聚合物纳米复合材料（PNCs）中的发展历程，详细介绍了共价和非共价改性方法。我们探讨了功能化不仅能够改善材料的分散性，还能保留GO的基本特性，使其能够有效地整合到各种聚合物体系中。综述的核心内容是对基于GO和fGO的纳米复合材料进行比较评估，研究了机械性能、热性能、电性能、流变性能以及屏障性能的提升如何受到分散质量、化学功能基团、填料取向和尺寸、加工条件以及填料本身性质等因素的影响。通过综合近期研究成果并填补现有文献中的空白，本综述为研究人员和工程师提供了宝贵的参考资源。此外，我们还强调了这些材料日益广泛的应用领域，包括自修复和形状记忆材料、航空航天结构、弹道防护、电磁干扰屏蔽、氢储存、食品包装以及水净化等方面，旨在激发创新并加速下一代石墨烯增强聚合物纳米复合材料在各个行业的应用发展。