本书是《石墨烯手册》的第4卷，内容主要集中于石墨烯复合材料。一些重要课题包括：石墨烯复合材料；石墨烯增强先进复合材料；石墨烯/基底体系的界面力学特性：测量方法和实验分析；石墨烯陶瓷复合材料；二维和三维石墨烯基纳米结构的第一原理设计；石墨烯基复合纳米结构；具有形状记忆效应的石墨烯基复合材料；石墨烯基涡卷结构：光学特性及其在电阻开关存储设备中的应用；铜-石墨烯复合材料的制备和性能；石墨烯-金属氧化物复合材料作为锂离子电池中的负极材料；石墨烯/TiO2纳米复合材料的合成路线、表征和太阳能电池应用；还原氧化石墨烯-纳米氧化锌复合材料在气敏特性中的应用能；功能化氧化石墨烯/环氧纳米保护涂层；基于超分子石墨烯的药物传递系统；含有石墨烯纳米片的聚合纳米复合材料；氧化石墨烯-聚丙烯酰胺复合材料：光学和力学表征；聚合物/氧化石墨烯复合材料的合成、表征和应用。

第1章  石墨烯复合材料
 

1.1  引言
 

1.2  石墨烯的发展历史
 

1.3  石墨烯的合成
   

1.3.1  自上而下法
   

1.3.2  自下而上法
   

1.3.3  其他方法
 

1.4  表征与性能
   

1.4.1  表征
   

1.4.2  性能
   

1.4.3  应用
 

1.5  石墨烯复合材料
   

1.5.1  石墨烯-高分子复合材料
   

1.5.2  石墨烯-纳米粒子复合材料
 

1.6  未来展望
 

参考文献 

第2章  石墨烯增强先进复合材料
 

2.1  引言
 

2.2  石墨烯增强金属基复合材料
   

2.2.1  金属基复合材料的制备过程的制备
   

2.2.2  石墨烯增强金属基复合材料的性能
 

2.3  石墨烯增强聚合物基复合材料
   

2.3.1  石墨烯高分子复合材料的制备
   

2.3.2  石墨烯增强聚合物基复合材料的性能
 

2.4  石墨烯增强陶瓷基复合材料
   

2.4.1  制备方法
   

2.4.2  性能
 

2.5  石墨烯增强复合材料的应用
   

2.5.1  低摩擦和磨损部件
   

2.5.2  智能界面及防腐蚀涂层
   

2.5.3  抗菌和生物相容性植入物
   

2.5.4  阻燃材料
 

2.6  小结
 

参考文献 

第3章  石墨烯基复合材料
 

3.1  引言
 

3.2  石墨烯复合材料
   

3.2.1  石墨烯填充聚合物复合材料
   

3.2.2  石墨烯纳米结构复合材料
   

3.2.3  混合石墨烯/超细纤维复合材料
   

3.2.4  石墨烯胶体与涂层
   

3.2.5  石墨烯生物活性复合材料
 

3.3  石墨烯复合材料制备方法
   

3.3.1  熔融共混
   

3.3.2  熔液共混
   

3.3.3  原位聚合/结晶
   

3.3.4  叠层组装
   

3.3.5  其他制备工艺
 

3.4  小结
 

参考文献 

第4章  石墨烯/基底体系的界面力学性能
 

4.1  石墨烯拉曼力学测量的方法
   

4.1.1  石墨烯应变测量理论
  

4.1.2  原位拉曼光谱表征石墨烯应变
 

4.2  石墨烯界面力学行为的实验研究
   

4.2.1  基于拉曼光谱研究石墨烯界面性质
   

4.2.2  界面性能实验测量的影响因素
 

4.3  石墨烯/基底界面力学性能的实验研究
   

4.3.1  石墨烯/基底样品及拉曼实验
   

4.3.2  石墨烯/基底界面的界面应变传递
   

4.3.3  石墨烯/基体界面剪应力
 

…… 

碳，作为有机生命体的骨架元素，见证了人类的历史发展；碳材料和其应用形式的更替，也通常标志着人类进入了新的历史进程。石墨烯这种单原子层二维材料作为碳材料家族最为年轻的成员，自2004年被首次制备以来，一直受到各个领域的广泛关注，成为科研领域的“明星材料”，也被部分研究者认为是有望引发新一轮材料革命的“未来之钥”。经过近20年的发展，人们对石墨烯的基础理论和在诸多领域中的功能应用方面的研究，已经取得了长足进展，相关论文和专利数量已经逐渐走出了爆发式的增长期，开始从对“量”的积累转变为对“质”的追求。回顾这一发展过程会发现，从石墨烯的拓扑结构，到量子反常霍尔效应，再到魔角石墨烯的提出，人们对石墨烯基础理论的研究可以说是深入且扎实的。但对于石墨烯的部分应用研究而言，无论在研究中获得了多么惊人的性能，似乎都难以真正离开实验室而成为实际产品进入市场。这一方面是由于石墨烯批量化制备技术的精度和成本尚未达到某些应用领域的要求；另一方面，尽管石墨烯确实具有优异甚至惊人的理论性能，但受实际条件所限，这些优异的性能在某些领域可能注定难以大放异彩。

我们必须承认的是，石墨烯的概念在一定程度上被滥用了。在过去数年时间内，市面上出现了无数以石墨烯为噱头的商品，石墨烯似乎成了“万能”添加剂，任何商品都可以在掺上石墨烯后身价倍增，却又因为不够成熟的技术而达不到宣传的效果。消费者面对石墨烯产品，从最初的好奇转变为一次又一次的失望，这无疑为石墨烯应用产品的发展带来了负面影响。在科研上也出现了类似的情况，石墨烯几乎曾是所有应用领域的热门材料，产出了无数研究成果和水平或高或低的论文。无论对初涉石墨烯领域的科研工作者，还是对扩展新应用领域的科研工作者而言，这些成果和论文都既是宝藏也是陷阱。

如何分辨这些陷阱和宝藏？石墨烯究竟在哪些领域能够为科技发展带来新的突破？石墨烯如何解决这些领域的痛点以及这些领域的前沿已经发展到了何种地步？针对这些问题，以及目前国内系统全面的石墨烯理论和应用研究相关著作较为缺乏的状况，北京石墨烯技术研究院启动了《石墨烯手册》的翻译工作，旨在为国内广大石墨烯相关领域的工作者扩展思路、指明方向，以期抛砖引玉之效。

《石墨烯手册》根据Wiley出版的Handbook of Graphene翻译而成，共8卷，分别由来自世界各国的石墨烯及相关应用领域的专家撰写，对石墨烯基础理论和在各个领域的应用研究成果进行了全方位的综述，是近年来国际石墨烯前沿研究的集大成之作。《石墨烯手册》按照卷章，依次从石墨烯的生长、合成和功能化；石墨烯的物理、化学和生物学特性研究；石墨烯及相关二维材料的修饰改性和表征手段；石墨烯复合材料的制备及应用；石墨烯在能源、健康、环境、传感器、生物相容材料等领域的应用；石墨烯的规模化制备和表征，以及与石墨烯相关的二维材料的创新和商品化展开每一卷的讨论。与国内其他讨论石墨烯基础理论和应用的图书相比，更加详细全面且具有新意。

《石墨烯手册》的翻译工作历时近一年半，在手册的翻译和出版过程中，得到国防工业出版社编辑的悉心指导和帮助，在此向他们表示感谢！

《石墨烯手册》获得中央军委装备发展部装备科技译著出版基金资助，并入选“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目。

由于手册内容涉及的领域繁多，译者的水平有限，书中难免有不妥之处，恳请各位读者批评指正！