角鲨烯的功能及其应用研究进展

第一篇：角鲨烯的功能及其应用研究进展

角鲨烯的功能及其应用研究进展

李成

上海大学生命科学学院

摘要：角鲨烯是一种脂质不皂化物，分布广泛，主要存在深海鲨鱼的肝油中。角鲨烯具有很强的生物活性。角鲨烯具有提高体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、增强机体免疫能力、改善性功能、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤等多种生理功能,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质[1]。本文主要综述角鲨烯的功能和应用进展。

关键词：角鲨烯；功能；应用；理化性质 角鲨烯的结构和性质

角鲨烯又名鲨烯、三十碳六烯、鱼肝油萜，化学名为2，6，10，15，19，23–六甲基–2，6，10，14，18，22–二十四碳六烯，是一种高度不饱和烃类化合物，最初由日本化学Tsujimoto于 1906 年在黑鲨鱼肝油中发现[2] [3]。角鲨烯是一种天然三萜烯类、多不饱和脂肪族烃类化合物，含有六个非共轭双键，其结构见图1［4］，其性质见表1。

图1 角鲨烯的化学结构

表1 角鲨烯的性质

分子式C30H50 分子量410.72 碘值 皂化值 酸值

比重（25℃）折光指数 熔点 沸点

371 <0.5 <0.5

0.857~0.863 1.4955～1.4975-75℃ 198 K 285℃ 角鲨烯的来源

角鲨烯广泛存在于动植物体内。角鲨烯主要来自深海鲨鱼肝油，大多数鲨鱼肝油都含有大量的角鲨烯，如深海的铠鲨肝油中含角鲨烯40%～74%，小刺鲨肝油含角鲨烯49%～89%，其他深海鲨鱼，如缘吻田氏鲨、新西兰乌鲨也都含有较多的角鲨烯，范围在32%～79%之间[5] [6] [7]。同时还少量存在于油脂不皂化物中，尤其在橄榄油、棕榈油及其脱臭馏出物中含量较多。最近发现苋菜籽油含有3% 以上角鲨烯，苋属植物种子油有望作为潜在角鲨烯资源。菜籽油、大豆油、米糠油、棉籽油等植物油也含有一定量角鲨烯，其它油脂虽也含有角鲨烯，但含量较少[8][9]。

角鲨烯广泛分布在人体内膜、皮肤、皮下脂肪、肝脏、指甲、脑等器官内，在人体脂肪细胞中浓度很高，占正常健康成年人指甲特征性脂类成分37.172%，皮脂中含量也较多，每人每天可分泌角鲨烯约 125~425mg，头皮脂分泌量最高[10]。

植物油角鲨烯大部分随油脂脱臭时进入脱臭馏出物，在脱臭馏出物中以生育酚―角鲨烯、甾醇―角鲨烯聚集化合物形式存在，由于这些组分间性质相似，分离十分困难，目前尚无理想方法。不同原料角鲨烯含量见表2[11]。

表2不同原料角鲨烯含量

原料

深海鲨鱼肝油54~86 橄榄油0.2~0.4 苋菜红油3.0~6.0 罗汉果仁油12.5 棕榈油脱臭馏出物0.5~0.8 大豆油脱臭馏出物1.83 米糠油脱臭馏出物 米糠油0.008~0.028 橄榄油脱臭馏出物 卡诺拉油脱臭馏出物

角鲨烯因含六个双键，极不稳定，易氧化，在空气中放置会产生特殊气味，易在镍、铂等金属作用下加氢形成另一种生物活性物质―角鲨烷。角鲨烯常温下为无色油状液体，不溶于水，难溶于甲醇、乙醇和冰醋酸，易溶于乙醚、石油醚、丙酮、四氯化碳等有机溶剂。因此，角鲨烯可用有机溶剂有效提取，根据其在不同溶剂中溶解性，可采用冷冻结晶而分离。目前除从深海鲨鱼肝油中提取外，主要从橄榄油脱臭馏出物中提取。

含量

1.9 10~30

1.21 角鲨烯的功能

3.1 角鲨烯的抗癌、抗肿瘤作用

角鲨烯具有极强供氧能力，可抑制癌细胞生成，防止癌细胞扩散和因化疗而白细胞减少，对胃癌、食道癌、肺癌，卵巢癌，具有明显疗效。研究表明，角鲨烯可降低砷盐在细胞内聚集，抑制亚砷酸钠致癌作用及4–甲基亚硝胺–1–3 吡啶–1–丁酮所诱导肺癌，对结肠癌亦有预防作用。周金煦等小鼠接种艾氏腹水瘤（EAC）细胞试验，证明角鲨烯既能降低EAC 接种成活率，又能抑制数种小鼠肿瘤生长，具防癌、抗癌作用。经临床观察，角鲨烯对胃癌、食道癌、肺癌总有效率可达88.4%，且无不良反应[12]。

据报道，角鲨烯胶囊治疗白细胞减少症临床有效率达82.1%，但治疗机制尚不明确，可能与角鲨烯抗自由基作用有关。另有研究表明，角鲨烯能显著提高血液SOD活性的作用，减轻造血组织损伤，加速造血细胞的生成，减少白细胞的破坏；同时，角鲨烯可增强白细胞代谢活动，对肿瘤化疗等所致的白细胞减少症有较好疗效[12]。

3.2 角鲨烯的抗疲劳作用

疲劳是一种复杂生理生化过程，通常与代谢紊乱、自由基过多、免疫功能失调有关。角鲨烯具有消除自由基、调节免疫功能等作用，角鲨烯进入人体将迅速引起氧化作用，促使超氧化酶与乳酸脱氢酶显著升高，乳酸迅速分解，体内能量代谢旺盛，体力快速恢复，疲劳及时消除[13]。同时，角鲨烯又使体内红细胞大增，可有效克服因缺氧所引起各种疾病；从而为组织细胞制造能量，为减轻体力疲劳创造充分物质基础[14]。

3.3 角鲨烯的抗心血管疾病

高血压、高血脂、高血粘是心脑血管疾病元凶，角鲨烯能促进血液循环，预防及治疗因血液循环不良而引起心脏病、高血压、低血压及中风等，对冠心病、心肌炎、心肌梗死等有显著缓解作用。可显著降低胆固醇和甘油三酯含量，强化某些降胆固醇药物药效，抑制血清胆固醇浓度，降低脂蛋白浓度，并加速胆固醇从粪便中排泄，可延缓动脉粥样硬化形成[15]。角鲨烯能增加高密度脂蛋白和增加富含携氧细胞体，人体摄入后，有助于降压、降脂、降粘，可迅速促使血管疏通，是人体“血管清道夫”，防止冠心病和脑中风发生。

3.4 角鲨烯的抗感染作用

角鲨烯具有渗透、扩散、杀菌作用，可用作杀菌剂。对白癣菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、绿脓杆菌、金葡菌、溶血性链球菌及念珠菌等有杀灭和抑制作用，可预治细菌引起上呼吸道感染、皮肤病、耳鼻喉炎等；还可治疗湿疹、烫伤、放射性皮肤溃疡及口疮等。

3.5 角鲨烯增加缺氧耐受力

缺氧对机体而言是一种劣性刺激，能严重影响机体的氧化供能，最终导致机体的心、脑等重要器官缺氧，引起氧供应不足而死亡。角鲨烯作为一种脂质不皂化物，具有提高体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、增强组织对氧的利用、增强机体免疫功能、抗衰老等多种生理功能。目前关于角鲨烯摄取氧功能的研究已取得一些进展[1]。研究表明，角鲨烯具有类似红细胞摄取氧的功能，与氧结合生成活化的氧化角鲨烯，在血液循环中输送到机体末端细胞后释放氧，从而增加机体组织对氧的利用能力，加速消除因缺氧所致的各种疾病的目的。它可增加组织对氧的利用，促进生物氧化还原反应及新陈代谢，全面增强体质。角鲨烯通过向细胞供应大量氧气，使细胞恢复活力，提高身体的自然治愈能力。角鲨烯的应用

4.1 角鲨烯在食品工业的应用

角鲨烯因其具有提高血红蛋白携氧能力，促进新陈代谢，提高机体免疫力和降低血清总胆固醇，防止动脉粥样硬化等功能，而常作为功效成分添加于保健食品中。如在美国、欧洲及澳大利亚市场出现一种保健软胶囊，每粒含角鲨烯500~1000 mg，深受消费者欢迎。在食品工业，角鲨烯通常作为功能性食品添加剂。近年来，由于明确角鲨烯具有渗透、扩散、杀菌作用，无论是口服或涂敷于皮肤上，都能摄取大量氧，加强细胞新陈代谢，消除疲劳，从而已成为功能明确活性成分在功能性食品中广泛应用。另外，菜籽油加入0.5% 角鲨烯，可提高其热稳定性，减少高温分解。

4.2 角鲨烯在医药工业的应用

癌症是人类大敌，迄今为止尚无很好特效药物治疗。许多研究结果表明，角鲨烯对于肿瘤治疗具有一定生物活性，如角鲨烯单独用于鼠类时即有抗肿瘤效果，其作用机理是角鲨烯可抑制肿瘤细胞生长，并增强机体免疫力，从而增强对肿瘤抵抗力；另一方面，角鲨烯能抑制致癌物亚硝胺生成，从而可起到抗肿瘤作用。另外，临床实验发现，角鲨烯可与其它抗肿瘤药物同时使用，使这些药物药效得到较大提升，适于淋巴肿瘤等多种肿瘤。此外，角鲨烯对其它一些疾病，如溃疡、痔疮、皮炎和皮肤烫伤等症也有一定疗效，并可治疗或辅助治疗高血脂症[12][13]。在医药品上，角鲨烯可用作软膏（亲水软膏、吸水软膏）基料，也用作栓剂组分，能促进药物充分吸收。近年来，很多国家已将其列入药物行列，如我国药典就将角鲨烯作为口服营养药，剂量为每天l~2 克。日本已将其作为治疗低血压、贫血、糖尿病、肝硬化、癌症、便秘、龋牙内服药剂，及作为治疗胆和膀胱结石、扁桃腺炎，风湿病、神经痛、支气管炎、感冒鼻炎、气喘、痛风、胃及十二指肠溃疡病等外敷药剂。

4.3 角鲨烯在化妆品工业的应用

角鲨烯为无色或淡黄色油状液体，在化妆品中很易形成乳化，因此，可用于膏霜（冷霜、洁肤霜、润肤霜）、乳液、发油、发乳、唇膏、芳香油和香粉等化妆品中作为保湿剂，同时具抗氧化和自由基清除剂作用。另外，也用作高级香皂高脂剂。角鲨烯也广泛应用于美容药物。含有角鲨烯制剂对痤疮等皮肤病疗效显著，且无副作用。例如一种以33 份角鲨烯、33 份十二烷和33 份十四烷组成制剂用于治疗痤疮等皮肤病，在施用后几小时见效，几天内可治愈。金靖德等以角鲨烯7~11 份、维生素E油0.8~1.1 份、维生素DA 油2~3 份、红花油0.8~1.2份相混合并以大豆油配至成100 份制得美容胶囊，服用后可改善皮肤新陈代谢与微循环。

由于角鲨烯在高温和紫外光照射下很易生成过氧化物，所以应用于护肤品时，可使皮肤免受高温和紫外光伤害。角鲨烯是很好活性氧输送载体，故含角鲨烯化妆品有防止皮肤粗糙、增强皮肤免疫力等功效。染发和护发用品是日常生活常用化妆品，若由化工原料组成可能会给人们带来美丽同时也会伤害人们健康。Kamitsuj将角鲨烯及酸性染料配制成一种染发剂，该染发剂具有使用安全、染后头发自然有光泽、且耐洗特点。Scharfe等以角鲨烯为原料配制成头发护理剂有去头屑、防脱发和生发功效。为改善口感，牙膏中会加入一些香精，香精通常系由一些化学原料制成，对口腔皮肤会产生刺激作用；日本高砂香料公司在牙膏中加入少量角鲨烯，可减轻牙膏中薄荷油等香料对口腔皮肤刺激。

展望

角鲨烯有着很好的应用前景，但是目前对其药理研究还不是很多，特别是角鲨烯在免疫佐剂方面的研究还处于初步阶段。角鲨烯的天然产量比较少，目前人工合成的工艺还不够完善，产率不高，浪费严重，成本高，探索新的合成方法势在必行。

参考文献：

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第二篇：生物医用功能高分子材料应用及研究进展

生物医用功能高分子材料应用及研究进展

摘要：随着人民生活水平的提高，人们对于医疗保健方面的要求也越来越强，使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。并评述了医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用介绍了我国近年来的研究情况和存在的问题。

关键词：高分子材料；发展趋势；综述

1.概述

高分子材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化” , “功能化” 的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。

生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的高分子材料。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料可谓异军突起，目前已成为发展最快的一个重要分支。生物医用功能高分子材料中有的可以全部植人体内，有的也可以部分植入体内而部分暴露在体外，或置于体外而通过某种方式作用于体内组织。随着现代生物工程技术的高度发展，又使得利用生物体合成生物材料成为可能。此类材料由于具有良好的生物相容性和生物降解性备受世人瞩目。

2生物医用功能高分子材料分类

生物医用高分子材料分合成和天然两大类，下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。2.1天然生物材料

天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子，如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维，从海藻植物中提取的海藻酸盐，从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜，以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性，在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势，已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如：迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质，海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质（chitin），广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖，用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖（chintosan）。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷，能从血液中分离出血小板因子，增加血清中H-6水平，促进血小板聚集或凝血素系统，作为止血剂有促进伤口愈合，抑制伤口愈合中纤维增生，并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分，丝素蛋白是一种优质的生物医学材料，具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道，由于天然高分子医用材料的独特临床效果，它的应用前景相当广阔。2.2合成生物材料

由于天然材料的有限，人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能，因而可以植入人体，部分或全部取代有关器官。因此，在现代医学领域得到了最为广泛的应用，成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比，合成高分子材料具有优异的生物相容性，不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用，在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂，改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性，从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前，使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。

合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年，其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料，如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年，其标志是医用级有机硅橡胶的出现，随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚一氨)酯心血管材料，从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料，这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段，其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成，在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能，其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高组织细胞的分裂和生长速度。3.生物医用高分子材料的特性要求

医用高分子材料，是指在医学上使用的高分子材料。其对于挽救生命．救治伤残．提高人类生活质量等方面具有重要意义。能被用于医疗领域作为医用材料就必须有着它独特的性质，性能要求也必须十分苛刻。通过归纳，应当符合以下要求：（1）生物相容性。生物相容性是描述生物医用材料与生物体相互作用情况的。是作为医用材料必不可少的条件．包括血液相容性，组织相容性，生物降解吸收性。（1）生物功能性。生物功能性是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所要求的物理和化学性质．具体有：可检查．诊断疾病；可辅助治疗疾病；可满足脏器对维持或延长生命功能的性能要求；可改变药物吸收途径：控制药物释放速度、部位．满足疾病治疗要求的功能等。（3）无毒性。无毒性即化学惰性。此外，还应具备耐生物化．物理和力学稳定性。易加工成型，材料易得、价格适当．便于消毒灭菌；以及还要防止在医用高分子材料生产。加工过程中引入对人体有害的物质。（4）可加工性：能够成型、消毒(紫外灭菌、高压煮沸、环氧乙烷气体消毒、酒精消毒)等。正因为对于生物医用高分子材料的要求严格，相关的研发周期一般较长，需要经过体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段的试验，材料市场化需要经国家药品和医疗器械检验部门的批准，且报批程序复杂、费用高。所以生物材料的研发成本高、风险大。这也是目前生物材料的市场价格居高不下的一个重要原因。4.生物医用高分子材料的应用

根据不同的角度、目的甚至习惯，医用高分子材料应用有不同的分类方法，尚无统一标准。主要在人造器官、人造组织、以及其它的一些高分子药剂等。4.1人造器官

（1）人工肾：四十年前荷兰医生用赛璐洛玻璃纸作为透析膜, 成功地滤除了患者血液中的毒素。目前人工肾以中空丝型最为先进, 其材质有醋酸纤维, 赛璐洛和聚乙烯醇。其中以赛璐路居多, 占98%, 它是一种亲水性的、气体和水都能通过的材料, 同时要求有很好的选择过滤性, 病人的血液从人工肾里流过由它们所构成的中空丝膜, 就可将尿素、尿酸,Ca2+等物质通过, 并留在人工肾里继而排出, 而人体所需的营养、蛋白质却被挡住,留在血液里返回人

体, 从而对血液起到过滤作用, 目前中空纤维膜已在西德的恩卡公司、日本旭化成和夕沙毛公司研究成功, 并用于工业化生产。（2）人工肺：人工肺并不是对于人体肺的完全替代，而是体外执行血液氧交换功能的一种装置，目前以膜式人工肺最为适合生理要求,它是以疏水性硅橡胶, 聚四氟乙烯等高分子材料制成。(3)人工心脏：1982年美国犹他大学医疗中心, 成功地为61岁的牙科医生克拉克换上了Jarvak一7型人工心脏, 打破了人造心脏持久的世界纪录, 美国人工心脏专家考尔夫博士指出闭,人工心脏研制成功与否取决于找到合适的弹性体, 作为人工心脏主体心泵的高分子材料,现在所用的材料主要为硅橡胶。（4）其它，如人工心脏瓣膜、心脏起搏器电极的高分子包覆层、人工血管、人工喉、人工气管、人工食管、人工膀胱等。4.2人造组织

指用于口腔科、五官科、骨科、创伤外科和整型外科等的材料，包括：(1)牙科材料：主要采用聚甲基丙烯酸甲酯系、聚砜和硅橡胶等，如蛀牙填补用树脂、假牙和人工牙根、人工齿冠材料和硅橡胶牙托软衬垫等；(2)眼科材料：这类材料特别要求具有优良的光学性质、良好的润湿性和透氧性、生物惰性和一定的力学性能，主要制品有人工角膜(PTFE、PMMA)、人工晶状体(硅油、透明质酸水溶液)、人工玻璃体、人工眼球、人工视网膜、人工泪道、隐型眼镜(PMMA、PHEMA、PVA)等；；(3)骨科材料：人工关节、人工骨、接骨材料(如骨钉)等，原材料主要有高密度聚乙烯、高模量的芳香族聚酰胺、聚乳酸、碳纤维及其复合材料；(4)肌肉与韧带材料：人工肌肉、人工韧带等，原材料有PET、PP、PTFE、碳纤维等；(5)皮肤科材料：人工皮肤，含层压型人工皮肤、甲壳素人工皮肤、胶原质人工皮肤、组织膨胀器。4.3药用高分子

(1)高分子缓释药物载体：药物的缓释是近年来人们研究的热点。目前的部分药物尤其是抗癌药物和抗心血管病类药物(如强心苷)具有极高的生物毒性而较少有生物选择性，通常利用生物吸收性材料作为药物载体，将药物活性分子投施到人体内以扩散、渗透等方式实现缓慢释放。通过对药物医疗剂量的有效控制，能够降低药物的毒副作用，减少抗药性，提高药物的靶向输送，减少给药次数，减轻患者的痛苦，并且节省财力、人力、物力。目前存在时间控制缓释体系(如“新康泰克”等，理想情形为零级释放)、部位控制缓释体系(脉冲释放方 式)。近年来研究较多的是利用聚合物的相变温度依赖性(如智能型凝胶)，在病人发烧时按需释放药物，还有利用敏感性化学物质引致聚合物相变或构象改变来释放药物的物质响应型释放体系。(2)高分子药物(带有高分子链的药物和具有药理活性的高分子)：如抗癌高分子药物(非靶向、靶向)、用于心血管疾病的高分子药物(治疗动脉硬化、抗血栓、凝血)、抗菌和抗病毒高分子药物(抗菌、抗病毒、抗支原体感染)、抗辐射高分子药物、高分子止血剂等。将低分子药物与高分子链结合的方法有吸附、共聚、嵌段和接枝等。第一个实现高分子化的药物是青霉素(1 962年)，所用载体为聚乙烯胺，以后又有许多的抗生素、心血管药和酶抑制剂等实现了高分子化。天然药理活性高分子有激素、肝素、葡萄糖、酶制剂等。5.国内外研究进展

近年来，美国、欧洲和日本对生物医用高分子材料的研究与开发突飞猛进，从人工器官到高效缓释高分子药物都取得了很多成果和巨大效益。据美国健康工业制造者协会资料报告，1995年世界市场达1200亿美元，美国为510亿美元，预计在21世纪将成为国民经济的支柱产业。现在美国商业化的生物技术是以医药品为主的。加拿大的生物技术的优势领域在医疗器材和制药业。在欧洲，英国的生物技术市场达到36亿欧洲货币单位。德国1997年投入生物技术研究与开发的总经费大约为33亿马克。生物技术是日本21世纪创新产业的主要技术领域之一。在“生物技术立国”的口号下，日本政府5年内投资2万亿日元，其中生物降解材料和药物生产商业化是其重点支持的领域。韩国制定了《韩国生物技术2000纲要》，在实施纲要的14年期间，政府和企业将投资200亿美元。

我国生物医学高分子研究起步较晚。自20世纪70年代末起，北京大学和南开大学从事这一领域的研究。“九五”期间由何炳林与卓仁禧主持的国家自然科学基金重大项目组织大批科研力量进行研究，在此领域取得了显著成绩。1998年“生物医学高分子”项目获教育部科技进步一等奖。我国现有医用高分子材料60多种，制品达400余种。早在1999年6月，科技部生物领域专家组就在南京和上海召开了“生物芯片技术”和“组织工程技术”研讨会，会议决定启动这2个研究项目H⋯，并作为该领域的重点课题。东南大学、清华大学、华中农业大学、上海第二医科大学、第一军医大学和华东理工大学等单位承担了这些课题，其某些研究成果已见报道。此外，中科院化学所、天津大学、中国科技大学、浙江大学、四川大学、军事医学科学院等单位也分别在组织工程、药物控释等方面展开了研究工作，使我国医用高分子材料的研究呈现出欣欣向荣的景象。6.结语

医用高分子材料与医疗水平的进步密切相关，其用途十分广泛。现代医学给人类健康带来福音的同时，也对医用材料的开发提出了挑战。现阶段医用高分子材料的研制具有重要的科学意义和非常巨大的社会经济效益。因此，加速我国对新型医用高分子材料的研究与开发将是今后相关材料领域刻不容缓的艰巨任务。7.参考文献

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第三篇：南瓜的营养价值与保健功能及其应用研究进展

南瓜的营养价值与保健功能及其应用研究进展

摘 要:综述了南瓜的营养价值与保健功能及其在食品、药品领域的应用进展情况,并展望其研究和应用的前景。

关键词:南瓜；营养价值；保健功能；应用

南瓜Cucurbita)是葫芦科南瓜属植物。南瓜的营养价值较高,如中国南瓜(Cucurbita maschata D.),张建农等[1 ] 测定得出各南瓜,南瓜 学名Cucurbita spp, 又称麦瓜、番南瓜、番瓜、倭瓜、伏瓜、金瓜、饭瓜、老缅瓜、窝瓜、番蒲。现代医学临床试验亦表明,南瓜具有多种食疗保健作用和药用价值。本文就南瓜的营养价值与保健功能及其在食品、医药领域的应用进展情况作一简要综述。南瓜的营养价值 1.1 南瓜的营养成分

营养成分含量分别为: 水分90.24 %、蛋白质0.65 %、脂肪0.13 %、碳水化合物6.08 %、纤维2.15 %、灰分0.73 % ,同时还含有丰富的胡萝卜素、VA、VC、VE、精氨酸、天门冬氨酸、葫芦巴碱、腺嘌呤、果胶、甘露醇、叶红素、叶黄素及钙、钾、锌、铬等矿物质,特别是稀有氨基酸瓜氨酸含量达0.21mg/ g ,果胶含量占南瓜干物质的7 %～17 %，热能很低(每100 g约含有92 kJ 热量), 含有较多的粗纤维、维生素、β-胡萝卜素, 为低脂、低钠、高膳食纤维、高维 生素E、高β-胡萝卜素、高钾、高钙食品;含有人体所需的l7 种氨基酸, 其中赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸等必需氨基酸含量较高,南瓜多糖纯品(简称PP)由D半乳糖、L葡萄糖醛酸组成。南瓜中还含较多的类胡萝卜素。1.2 营养成分含量

《辞海》中对营养品质的定义是:“食物中各种营养素含量多少及被机体消化吸收和利用的程度高低的1 种相对指标”。蔬菜品质是由产品外观和众多的内在因素构成的复合性状, 分感官品质和营养品质。而营养品质, 即指蔬菜产品的主要营养成分含量的高低, 包括各种维生素、矿物质以及蛋白质、氨基酸、碳水化合物等, 直接决定蔬菜的营养价值, 与人类健康有着较为密切的关系, 应得到足够重视。现代研究表明, 南瓜果肉中营养成分丰富且全面。南瓜粉中含有18 种氨基酸[2], 其中人体必须氨基酸苏氨酸、结氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸等均存在。还含有胡萝卜素、果胶、微量元素等成分。碳水化合物含量占整个干物质的2/3 左右。南瓜虽被当作蔬菜, 但它的蛋白质含量却比较高, 尤其是印度南瓜, 蛋白质含量达到了1.9%;矿物质含量呈高钾、钙低钠型;测定每100 g 果肉中含瓜氨酸20.9 mg, 尤其果肉中的维生素A 含量居瓜菜之首。且营养成分的含量因品种和单株的不同有显著差异[3], 因此品质育种具有较广阔的前景。1.3 南瓜的营养

南瓜果肉营养成分丰富而全面,含有蛋白质、脂肪、葡萄糖、淀粉、19 种氨基酸(内含人体必需的8 种氨基酸和儿童必需的组氨酸)、果胶、谷氨酸、叶黄素、胡萝卜素和P、K、Ca、Zn等微量元素,其中胡萝卜素、钾和磷的含量丰富,均高于其它瓜类,可与胡萝卜素含量高的作物番茄、胡萝卜相媲美。据测定每100 g(克)瓜肉中内含谷氨酸20.9 mm(毫克),在南瓜干物质中脂肪含量为2 %～5 % ,果胶含量为7 %～17 % ,此外,果肉中富含纤维素、VB、Vc、VA 等,尤其果肉中VA 含量居瓜菜之首。南瓜种子还含有大量的脂肪、脂肪酸、蛋白质及矿质营养。在嫩梢、嫩叶、嫩茎、嫩花中也同样含有多种营养物质[4]。吴增茹、金同铭[5]对南瓜中β-胡萝卜素和维生素E 的含量进行了分析: 31 个南瓜品种这2 种物质的含量差异很大,β-胡萝卜素含量从0.1-8.9 mg/100 g(鲜重)不等, 高低相差几十倍之多, 维生素E 含量高的达1.4 mg/100 g(鲜重)。林德佩、华启衡[6]对印度南瓜的几个营养品质性状(热量298.2kJ/100 g, 水分79.2g/100 g, 蛋白质1.6 g/100 g, 脂肪0.2 g/100 g, 碳水化合物18.2 g/100 g, 灰分0.8 g/100 g, 均为鲜重,后文同)进行测定, 并与中国南瓜进行比较, 得出结论: 印度南瓜营养价值远远高于参试的中国南瓜。王萍、刘杰才等[7]对6 个南瓜品种果实营养成分进行了测定, 结果表明: 干物质含量在11.42%-15.23%, 与其他瓜类蔬菜相比, 干物质含量较高。果实中各种营养成分含量由高至低依次是: 可溶性糖>淀粉>果胶>粗蛋白>粗纤维。可溶性糖含量达到了5.57%-7.52%;淀粉含量在1.34%-2.41%;果胶含量在1.14%-2.03%(占干重的9.98%-15.49%), 高于富含果胶的胡萝卜(8%-10%)和番茄(2%-7%)。果实的主要营养成分含量相比, 印度南瓜干物质含量平均为13.97%, 比中国南瓜品种高2.22%, 绿皮品种南瓜干物质含量最高达15.23%。各种营养成分相比, 印度南瓜品种的可溶性糖、淀2006(2): 27-29 中国瓜菜专题综述粉、果胶的平均含量都比中国南瓜品种含量高, 分别高出0.98%、0.67%、0.24%, 而粗纤维含量以中国南瓜最高,平均高出印度南瓜0.18%。β-胡萝卜素的含量也较高, 其中印度南瓜品种红皮南瓜达到34.22 mg/100 g, 高于富含β-胡萝卜素的胡萝卜(4.79 mg/100 g)。从矿物质含量来看, 南瓜果实中各种矿物质含量由高至低依次为P>Ca>Mg>Zn。6 个品种所含的各种矿质元素有明显差异, Ca、P 含量以印度南瓜绿皮品种最高, 达到50.67 和60.70 mg/100 g。Mg 和Zn 的含量以印度南瓜红皮品种和中国南瓜灰皮倭瓜最高, 分别达到23.90 和0.36 mg/100 g。1.4功能成分

现代医学研究发现南瓜含有多种生理活性物质, 具有药用价值。南瓜已被国内外公认为集食品、保健品为一身的营养品, 其作用和用途相当广泛。对糖尿病、高血压、高血脂、肥有良好的保健作用。可促进肝肾细胞再生, 同时对改善便秘 效果显著, 是理想的天然保健食疗品[8]。南瓜多糖: 南瓜多糖纯品由D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、木糖和D-葡萄糖醛酸组成。叶盛英等[9]研究表明, 南瓜主要活性成分是南瓜多糖(pumpkin polysaccharide, PP)。熊学敏等[10]用大鼠进行试验, 结果表明南瓜多糖有降低四氧嘧啶糖尿病大鼠血糖的作用, 以消渴丸为对照组进行比较,结果显示: 治疗组总有效率为87.13%, 其中显效16 例、有效10 例;对照组总有效率为66.6%。2 组比较, 治疗组优于对照组(P<0.01)。动物试验得出结论: 南瓜多糖对糖尿病并发症的预防及治疗具有潜在意义。从南瓜多糖的化学组成分析看, 其中含有大量的糖醛酸, 有较多带负电荷的酸性基团, 故推测南瓜多糖可能有类似磷脂的作用, 可清除胆固醇, 也是较好的抗动脉粥样硬化的食疗剂。南瓜粗纤维: 南瓜中粗纤维含量高(高者达干粉的11.2%), 对降血脂、降胆固醇及排除重金属毒物等有一定的作用[11]。果胶: 南瓜可提供丰富的果胶物质。能粘结和解除人体内毒性细菌、铅等重金属及一些放射性元素, 具有抗环境毒物的作用。南瓜中果胶含量最高可达到南瓜果皮干物质的7%-17%[12]。矿质元素: Cr 是胰岛素辅助因子, 是葡萄糖耐量因子GTF 的活性中心, Zn 能影响体内细胞蛋白和核酸合成, 这2 种元素在南瓜果肉中均有一定含量。2005 年东北农业大学最新测定结果: Cr(5.746-20.943 mg/kg, 干样);Zn(13.508-30.980 mg/kg, 干样)。程永安等[13]研究南瓜中Cr3+ 含量为8.017 μg/100 g(鲜重)。生物碱: 南瓜中所含的生物碱、南瓜子碱、葫芦巴碱(0.122-0.486mg/g, 干样)等有效成分能消除和催化分解致癌物质亚硝胺而有效防治癌症[14]。南瓜须: 王鹏等[15]对南瓜须的镇痛、抗炎 药理作用进行初步研究表明, 南瓜须对正常小鼠因化学物理等因素引起的疼痛均有明显镇痛作用, 有良好的抗炎作用。CTY: 南瓜含有丰富的CTY(环丙甘氨酸丙酸), 可增加糖尿病人胰脏细胞中所缺乏的Glut-Z 蛋白质的含量。其他: 南瓜全身都是宝[16];南瓜蒂可催吐, 治疗黄疽、脐湿;南瓜根可补虚通乳;南瓜花具有清热、解痛、消肿、止血等作用, 可治痢疾、发热、等症, 还有祛痰止咳作用, 中老年人用南瓜花沏水喝有益健康。此外含有具降血脂、抗惊厥、恢复脑细胞功能和降压作用的γ—氨基丁酸及多肽类物质, 这几种有效成分目前开展的研究刚刚起步, 因此有关其功能成分的研究具有重要意义。目前, 世界上可食用蔬菜作物种类有129 种[17], 南瓜的综合营养作用在这些蔬菜中排在前列。因此, 南瓜更应该说是富有多种营养成分和保健功效的功能性蔬菜, 在亚健康人群消费领域发展潜力巨大。2 南瓜的保健功能 2.1南瓜的保健作用

南瓜的营养、药用价值非常高, 我国古代就有对南瓜食疗保健作用的记载。中医史书《滇南本草》中记载: “ 南瓜性温、味甘无毒, 入脾、胃二经, 能润肺益气、化痰排脓、驱虫解毒, 治咳嗽、哮喘、肺痈、便秘等症”。《医林记要》记 载他能“益心敛肺”。在《本草纲目》中, 李时珍将南瓜与灵芝放在一起, 说他有“补中、补肝气、益心气、益肺气、益精气” 的作用。近代营养学和医学表明, 南瓜具有多种保健作用和药用价值,正确食用南瓜可有效防治高血压、糖尿病及肝脏病变, 还具有预防哮喘病、防癌、防便秘、预防和治疗动脉粥样硬化, 提高人体免疫能力等多种功效。此外, 常吃南瓜, 可使大便通畅、肌肤丰美, 尤其对女性, 有美容作用。清代名臣张之洞曾建议慈禧太后多食南瓜。清代名医陈修园说:“南瓜为补血之妙品”。2.1.1 降血糖

张拥军等[18 ]将蜜早南瓜由水提、醇沉后经大孔径离子柱和Sepherose 柱、SephadexA2)蛋白质的含量,能促进胰岛素正常分泌,增强胰岛素受体的敏感性,同时可激活萄糖酶,加快葡萄糖的转化,降低血糖浓度。南瓜是控制和辅助治疗糖尿病的食疗佳品。2.1.2 抗肿瘤

徐国华等[20]以小鼠S180、艾氏腹水癌的抑瘤率分别为37.3 %和33.3 % ,胸腺增重率为8.3 %。对白细胞及淋巴细胞数的影响,南瓜多糖组明显高于安瘤乳组,对红细胞、血小板计数及血浆白蛋白水平均无显著影响。南瓜多糖组血浆超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,丙二醛(MDA)含量有不同程度的降低,但无显著差异,红细胞免疫吸附肿瘤细胞能力增强。

2.1.3 抗炎作用

南瓜须性味微苦,入肝经,具有调经止痛等作用,主治妇乳缩剧痛。近来研究表明,南瓜须对正常小鼠因化学物理等因素引起的疼痛有明显的镇痛作用,并 有良好的抗炎作用, 其作用明显比精氨酸双糖苷(AFG)好。2.1.4 防治胃肠疾病

南瓜含有丰富的果胶,在一些品种中可达2.03 % ,果胶可保护胃肠道不受粗糙食物刺激,促进溃疡愈合。南瓜粥有抑制胃酸分泌过多的功效,因而溃疡病患者食用南瓜粥尤为适宜。目前,美国、日本等国营养学家已将南瓜列为胃与十二指肠溃疡患者食谱中必不可少的内容。南瓜不但营养价值很高,而且具有广泛的医疗和保健作用。南瓜全身是宝,瓜肉、瓜子、瓜蒂、瓜藤、瓜根均可入药,中医认为南瓜有消炎止痛、解毒、养心补肺等作用[21 ]。2.1.5 人体的“清洁工” 南瓜中的果胶有极好的吸附性,能粘结和消除体内细菌毒性和其它有害物质,如重金属和放射性元素,并保护胃肠等消化道粘膜免受粗糙食物刺激。它可以粘结体内多余的胆固醇,预防和治疗动脉粥样硬化,防治高血压及冠心病。果胶和膳食纤维还可中和食物中残留的农药成分以及亚硝酸盐等有害物质,促进人体胰岛素分泌,帮助肝、肾功能减弱的患者增加肝、肾细胞再生能力。

2.1.6 抗癌和防癌功效 南瓜中含有的甘露醇,有较好的通大便作用,可以减少粪便中毒素对人体的危害,对防止结肠癌有一定功效。南瓜中还含有丰富的VA 衍生物,能降低肌体对致癌物质的敏感程度,稳定上皮细胞,防止癌变;还含有一 种可分解亚硝胺的酶,对预防癌症也有一定的作用。

2.1.7 减肥作用 南瓜中的纤维素和葫芦巴碱具有促进新陈代谢作用,起到良好的减肥效果。因膳食纤维的“充盈”作用,使人感到饱腹,减少饥饿,排泄物增多,这样可以起到减肥的作用。

2.1.8 驱虫 南瓜籽中所含的某些成份空腹食用能有效驱除蛔虫、绦虫、姜片虫和血吸虫等寄生虫,堪称驱虫的“爽口良药”。此外,种子富含油脂,炒食香脆可口,常食用南瓜种子有治摄芦腺肥大症之功效。

2.1.9 明目 果肉中的胡萝卜素能促进上皮组织生长分化,对维持正常视觉,保护视力,预防眼病有显著的作用。此外,古今民间常有用南瓜医治妇女产后浮肿、便秘,南瓜蒂冬季治疗冻疮病等功效。又因果肉有高钙、高钾、低钠的特点,特别适合中老年人预防骨质疏松和高血压疾病。还能促进人体胰岛素的分泌,增加肝肾细胞的再生能力,有保肝强肾解毒之功效。南瓜的营养价值和药用价值南瓜又名麦瓜、番瓜、倭瓜、金冬瓜，属葫芦科南瓜属。原产于亚洲南部，南瓜的适应性很强，南北各地都普遍栽培，我国南瓜分布最广，因产地不同而叫法各异。嫩瓜可作蔬菜，味甘适口，是夏秋季节的瓜菜之一；老瓜可作饲料或杂粮，故不 少地方又称之为“饭瓜”。3 南瓜在食品和医药领域的应用

从南瓜中分离和浓缩降血糖因子、环丙基氨基酸(CTY)、南瓜多糖、南瓜果胶及膳食纤维等有效成分,既可以作为食品添加剂添加到各种食品中开发强化食品,又可以微胶囊化处理后的产品申请功能性食品、药品。因此,南瓜作为药食同源的保健食品,原材料市场价格低廉,有着极高的深加工开发价值。3.1 在食品领域的应用

3.1.1 南瓜冰淇淋 熊学敏等[22]通过以南瓜果肉为原料,经分选、打浆、杀菌、冷却、酶解、糖化、发酵、制备原浆等多道工序完成。发酵的南瓜果肉冰淇淋具有营养丰富、风味独特、口感细腻、酸甜可口的特点,同时以南瓜发酵原浆替代部分奶油和牛奶,可相对降低成本,而且南瓜天然的色泽可以无需添加任何色素,是一种很有市场前景的冷饮,值得开发利用。

3.1.2 南瓜饮料 新鲜南瓜经整理后清洗、消毒、切开去籽、切片、热烫、打浆、酶解、压榨过滤、调配、杀菌、装瓶即可制成原汁的南瓜饮料。目前有一些关于南瓜复合饮料的研究,如将南瓜汁、枸杞浸提物、银耳微粉复配成颜色鲜艳、口感适宜的复合饮料。3.2 在医药领域的应用

3.2.1 降血糖、降血脂、防治动脉硬化 张之佳等[23]用超细南瓜粉喂饲实验性糖尿病家兔9 天后指标接近正常,与阴性组的差异有显著性,机械精磨南瓜粉作用较缓慢,喂饲料15 天后出现疗效。复方超细南瓜粉对实验性糖尿病家兔的血糖和尿糖作用最好,喂饲6 天后基本恢复正常,且与阴性对照组比较差异显著。各实验组的血清总胆固醇和血清(浆)甘油三酯在造模后第五天达到最高值,超细粉及其复方在继续喂饲4 天后疗效显著,机械精磨组则需7 天才出现疗效,表明超细粉及其复方具有很好的降血脂、防治动脉硬化的作用。

3.2.2 治疗前列腺疾病 南瓜籽仁、粉剂对长期膀胱刺激症患者的临床疗效及对尿流动力学的影响,表明该制剂能明显改善各种原因所致的尿频、尿急等症状,提高膀胱顺应性,增加膀胱初感容量,但对尿流串检查各项参数影响不大。南瓜籽制剂可用于各种原因所致的膀胱刺激症的对症治疗。南瓜籽油中含有一种可称为雄激素的活性生物触媒剂成分,能够消除前列腺的初期肿胀,调整膀胱及尿道功能,缓解前列腺增生症状等,对泌尿系统及前列腺增生具有良好的治疗和预防作用。特别是南瓜籽油配合棕榈的提取物用于治疗良性前列腺增生具有很好的疗效。

3.2.3 抗过敏 南瓜籽氨酸是从葫芦科中找到的一种水溶性非蛋白氨基酸,其化学名称为3302.［] 陈智民.南瓜粉降血糖、降血压作用的人体研究[J ].江西中医药,1994(2):50.[J ].无锡轻工大学学报,2002 , 21(2):173565.[4] 张拥军,姚惠源.南瓜活性多糖的降糖作用及其组成分析

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第四篇：石墨烯强韧陶瓷基复合材料研究进展

石墨烯强韧陶瓷基复合材料研究进展

赵琰 建筑工程学院

摘要：石墨烯具有优异的力学性能，可作为强韧相引入陶瓷材料中，解决陶瓷材料的脆性问题。本文综述了石墨烯强韧的陶瓷基复合材料的研究进展。在介绍石墨烯力学性能的基础上，着重阐述了石墨烯/陶瓷基复合材料的材料体系、制备方法、强韧化效果和强韧化机理，讨论了实现石墨烯对陶瓷材料强韧化的关键问题，并对未来石墨烯强韧陶瓷基复合材料的研究工作进行了展望。关键词：石墨烯；陶瓷；强韧 1.引言

二十世纪八十年代以来，纳米材料与技术得到了极大的发展，而纳米碳材料也是从这一时期开始进入历史舞台。1985年，由60个碳原子构成的“足球”分子C60被三位英美科学家Curl、Smalley和Kroto发现，随后C70、C86等大分子相继出现，为碳家族添加了一大类新成员富勒烯(Fullerene)。1991年，日本电镜专家Iijima发现了由石墨层片卷曲而成的一维管状纳米结构—碳纳米管(CNTs)，其性能奇特，应用前景广阔，现已成为一维纳米材料的典型代表[1]。2004年，英国科学家Andre Geim和Konstantin Novoselov发现了碳材料“家谱”中的一位新成员—石墨烯(Graphene)，石墨烯仅由一个原子层厚的单层石墨片构成，是一种二维纳米材料。作为碳的二维晶体结构，石墨烯的出现最终将碳的同素异形体勾勒为一副点、线、面、体(从零维到三维)相结合的完美画面，如图1所示[2,3]。纵观近三十年的纳米材料与技术的发展史，我们可以看到，每一种新的纳米碳材料的发现都极大的推动了纳米材料与技术的发展。2.石墨烯的结构和力学性能

石墨烯是由sp2杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构，厚度约0.35 nm，仅为一个原子的尺寸。石墨烯是碳材料的基本组成单元，石墨烯可以包裹形成零维的富勒烯，可以卷曲形成一维的碳纳米管，还可以堆积成为三维的石墨，通过二维的石墨烯可以构建所有其他维度的碳材料[4]。同单壁、多壁碳纳米管之间的关系类似，除了严格意义上的石墨烯(单层)外，少数层的石墨层片在结构和性质上明显区别与块体石墨，在广义上也被归为石墨烯的范畴[3]。

图1 碳的同素异形体

[2]

石墨烯在热学、电学、力学等方面均具有优异的性能，其室温下的热导率约为3000-5000 Wm-1K-1，电子迁移率可达10000-20000 cm2V-1s-1[5,6]，理论和实验研究均表明石墨烯是目前已知的材料中强度和硬度最高的晶体结构[7-13]。利用原子力显微镜(AFM)和纳米压痕技术可以测量石墨烯的力学性能，如图2所示，不同研究者的测试结果列于表1。从表1可以看出，机械剥离法制备的石墨烯力学性能较好，其杨氏模量可达1 TPa，强度可达130 GPa，而化学剥离法制备的石墨烯，由于其表面存在缺陷和含氧官能团，力学性能受到一定影响。石墨烯优异的性能，使其可作为复合材料中的添加相，实现材料的功能化和结构化。

图2 悬浮的石墨烯膜，(a)跨越圆形孔阵列的石墨烯薄片的扫描电子显微镜(SEM)图，(b)石墨烯膜的非接触式AFM图，(c)悬浮的石墨烯薄片的纳米压痕示意图，(d)断裂膜的AFM图

[13]

表1 石墨烯力学性能的实验测试结果

研究者

研究机构

测试结果

机械剥离法制备的单层石墨烯的杨C Lee, X Wei, J W

Columbia University(USA)氏模量为1.0 ± 0.1 TPa，强度为130 ±

Kysar等 GPa[13]

Max-Planck-Institut für C Gómez-Navarro, M

Festkörperforschung Burghard, K Kern

(Germany)

化学还原法制备的单层石墨烯的弹

性模量为0.25 ± 0.15 TPa[12]

M Poot, H S J van der Zant

Delft University of Technology(Netherlands)

当石墨层数在八层以下时，力学性能

依赖于石墨烯的层数[11]

3.石墨烯在陶瓷材料中的应用

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等优点，但是脆性是其致命的缺点，限制了陶瓷材料的应用范围，因此，陶瓷材料的强韧化一直是材料学家长期关注的问题。目前，陶瓷材料的强韧方法包括：ZrO2相变增韧、纤维增韧、晶须增韧、颗粒增韧等[14]。

随着石墨烯制备、化学修饰和分散技术的成熟，近年来基于石墨烯的复合材料研究进展很快[15-37]。基于石墨烯优异的力学性能，将其作为强韧相引入陶瓷材料的研究也已展开。

表2 石墨烯/陶瓷基复合材料力学性能的研究结果

强韧相

基体

制备方法

氧化石墨烯与Al2O3机械混

Al2O3

合，用一水肼还原，放电等

离子烧结(SPS)十二烷基硫酸钠(SDS)作为Graphene Nanosheet

Al2O3

分散剂，超声混合，高频感

应加热烧结(HFIHS)

添加0.5 wt%，断裂韧

性提高72 %[29] 实验结果

Graphene Nanosheet

添加2 wt%，断裂韧性

提高53 %[28]

添加3 wt%，断裂韧性Graphene Few-layer Graphene Graphene Platelet

Al2O3 ZrO2-toughened Al2O3(ZTA)Graphene

ZrO2

球磨混合，HFIHS 十六烷基三甲基溴化铵

添加1.5 vol%，断裂韧Graphene Platelet

Si3N4

(CTAB)作为分散剂，超声结合球磨混合，SPS Multilayer Graphene;

添加1 wt% Multilayer Exfoliated Graphene Nanoplatelet;Nano Graphene Platelet

热压烧结，添加0.2 wt%，弯曲强度提高

N-甲基吡咯烷酮(NMP)作Graphene Platelet

Si3N4

为溶剂，超声结合球磨混合，热压烧结和无压烧结 %，断裂韧性提高10 %；无压烧结，添加2 wt%，弯曲强度提高147 %，断裂韧性提

高30 %[36]

Graphite Nanosheet 羟基磷灰石

超声混合，SPS

(HA)

添加0.5 wt%，弯曲强

度提高12 %[37]

Si3N4

聚乙二醇作为分散剂，高能

Graphene，断裂韧性提

球磨，热等静压烧结

高43 %[35] 性提高235 %[34]

Al2O3

球磨混合，HFIHS 氧化石墨烯与Al2O3胶体滴

定混合，SPS

添加0.81 vol%，断裂

球磨混合，SPS

韧性提高40 %[32] 添加3 wt%，断裂韧性

提高367 %[33] 提高22 %[30] 硬度稍有降低[31]

表2列出了不同研究者制备的石墨烯/陶瓷基复合材料力学性能的研究结果。从表2可以看出，石墨烯在不同的陶瓷基体中(Al2O3、ZTA、ZrO2、Si3N4、HA)均可达到明显的补强增韧的效果，增韧方面的效果尤其突出，其强韧化机制主要包括裂纹的偏转、分支，石墨烯的桥联、断裂、拔出等，如图3和图4所示。

值得注意的是，与纳米颗粒的团聚或纳米纤维之间的纠缠不同，石墨烯材料，特别是化学还原法制备的石墨烯，因其平面形貌和层间相互作用，很容易发生层状堆积。由于制备技术的限制和石墨烯本身容易团聚的特点，目前作为陶瓷材料强韧相研究的石墨烯材料并不是严格意义上的单层石墨烯，通常为多层的石墨烯，当其厚度方向达到几个纳米时，可称其为石墨烯纳米片。虽然随着石墨层数的增加，石墨烯中存在缺陷的可能将增加，这将导致其力学性能有所降低，但是石墨烯作为陶瓷材料的强韧相，由于其独特的二维结构和巨大的接触面积，依然可以显著提高陶瓷材料的力学性能，因此围绕石墨烯和石墨烯纳米片展开的陶瓷基复合材料的研究是十分必要的。

图3 石墨烯纳米片/ 氮化硅纳米复合材料中的韧化机制，(a)显微硬度测试预制裂纹(插图)，对于裂纹的进一步观察发现在几处位置有石墨烯纳米片对裂纹的桥联，其中的两处展示在高分辨率的SEM图片上，(b)对裂纹的进一步观察发现裂纹曲折的扩展路径，(c)材料的断口形

貌揭示了复合材料中存在三维增韧机制[34]

图4(a-c)不同Al2O3/GNS纳米复合材料断口的高分辨SEM图片；(a)Al2O3/0.25GNS纳米复合材料观察到短的GNS拔出和其与Al2O3基体的结合；(b)Al2O3/0.5GNS纳米复合材料观察到相对大尺寸的GNS拔出和分离的石墨烯层片(小的白色箭头)；(c)一个多层石墨烯结构和GNS的拔出；(d)GNS拔出增韧机制和相邻GNS层片滑移现象的示意图；(e,f)外力作用下晶

格中的原子经历滑移运动的示意图[29]

在陶瓷基体中实现石墨烯的强韧作用主要取决于两个关键因素，一是石墨烯的分散，二是基体与石墨烯之间的界面结合。

强韧相在基体中的分布状态对于复合材料的力学性能至关重要，石墨烯由于其平面形貌和层间相互作用，很容易发生层状堆积，因此石墨烯的有效分散对于复合材料力学性能的提高显得尤为重要，众多研究者在此方面进行了大量的研究。研究结果表明，采用不同的溶剂、添加表面活性剂或对石墨烯进行化学修饰等方法有利于提高石墨烯的分散性[38-41]。石墨烯在有机介质中的分散效果较好，如NMP；选用无机介质作为溶剂，通常需要添加分散剂，如阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB、非离子型表面活性剂聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮等。为了获得良好的分散效果，石墨烯和基体材料可采用球磨、超声分散、胶体滴定等一种或多种方式依次使用的方法进行混合。与石墨烯相比，氧化石墨烯表面官能团较多，分散性较好，将氧化石墨烯与陶瓷基体混合，然后用还原剂进行还原，如一水肼、氢气等，可得到分散效果良好的石墨烯/陶瓷基体的混合粉体。需要注意的是，除了采用多种方法得到分散良好的石墨烯/陶瓷基体的混合浆体，还应注意分散后料浆的干燥方法，避免干燥过程中石墨烯的二次团聚。

为提高石墨烯与基体的界面结合强度，有利于载荷在界面间的传递，可对石墨烯进行物理或化学的表面修饰和改性。需要注意的是，虽然对石墨烯进行表面修饰有利于其分散和提高界面结合强度，但是由于化学修饰引入的缺陷对石墨烯面内力学性能的降低在复合材料的设计中也应加以考虑。同时，当石墨烯与基体的界面结合强度过高时，不利于石墨烯拨出增韧机制的发挥，因此对复合材料界面结合强度的控制至关重要，然而目前对于这方面的研究报道还很少。

对于陶瓷基材料，烧结过程对力学性能的影响很大。采用先进的烧结方法，如热压烧结、热等静压烧结、SPS、HFIHS，可以降低烧结温度、缩短保温时间、有效保护石墨烯的二维结构，获得致密度高、晶粒尺寸均匀细小的复合材料，有利于力学性能的提高。4.结论与展望

石墨烯具有优异的力学性能，同时其独特的二维结构和巨大的接触面积，使其在陶瓷材料中具有明显的补强增韧的效果。石墨烯对陶瓷材料强韧作用的实现，关键在于石墨烯的有效分散和基体与石墨烯之间适宜的界面结合，这将是今后研究中需要重点解决的问题。通过表面改性达到石墨烯的有效分散同时控制其与陶瓷基体的界面结合状态，可实现陶瓷材料补强增韧的可控制备，有利于扩展陶瓷材料的使用范围。

本论文得到国家自然科学基金(81171463)、山东省高校科技计划(J14LA59)、淄博市科技发展计划(2014kj010079)资助。

参考文献

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第五篇：石墨烯性质与应用

石墨絮是绝缘体还是导体？

2007-03-18 09:11 紫月影夭儿 | 分类：学习帮助 | 浏览1906次| 该问题已经合并到>>

提问者采纳 2007-03-18 09:15 有一种称为石墨炸弹的武器在战时被用来破坏敌方的供电设施,这种炸弹不会造成人员伤亡,而是在空中爆炸时散布大量极细的石墨絮,这些石墨絮是 导体飘落到供电设备上,会造成 短路,从而使供电系统瘫痪评论(1)|赞同36

音速行 |八级采纳率39%

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2007-03-20 23:50dolphin027|二级

准确说石墨是禁带宽度仅为0.08eV的半导体，表观上具有金属导电性，其根源在于其π电子的迁移率很高，但载流子浓度(电子浓度)不大。评论|赞同0 查看更多其他回答石墨的比热容和导热系数是多少

2007-05-17 15:21 shenzhen_he | 分类：学习帮助 | 浏览4880次

提问者采纳 2007-05-17 15:32 石墨比热 710 J/(kg·K)电导率 0.061×10-6/(米欧姆)热导率 129 W/(m·K)石墨的两种晶体结构怎么分辨

2011-08-23 16:45 hubin821 | 分类：化学 | 浏览1504次

石墨存在两种晶体结构：六方形结构和菱形结构，六方形结构为ABABAB„堆积模型、菱形结构为ABCABCABC„堆积模型，如下图所示：（a）为六方形结构，（b）为菱形结构。

我手上现在有份天然石墨样品，不知道怎么分辨是什么石墨，是鳞片石墨还是微晶石墨，或者说里面含多少六方的多少菱形的提问者采纳 2011-08-30 08:45 只能用x射线衍射分析（XRD）才能知道含多少六方（六方晶系）的多少菱形（三方晶系，菱面体）。鳞片石墨是指材料的宏观外形，肉眼可以判断。微晶石墨说的是材料中的石墨以很小的晶粒杂乱无章地排列（晶粒内部规则排列为六方形结构或菱形结构），晶粒的大小同样可以用x射线衍射分析测定。x射线衍射仪在一般的省会城市中的比较有名的理工科大学都有，可联系其分析测试中心或材料或化学院、系、所。（官网上查联系方式），一个样品费用100元左右。提问者评价谢谢 评论|赞同1 caoyuannust |十四级采纳率82%

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其他1条回答

2011-08-25 17:401257721|四级

你应该问的是石墨和金刚石的区别。石墨与金刚石都是碳单质，且为同素异形体，区别在于原子的排布形式不同。碳有三种同素异形体，即金刚石、石墨和无定形碳。无定形碳有炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等。统称黑碳。这三种同素异形体的物理性质差别很大。但在氧气里燃烧后的产物都是二氧化碳。1.金刚石的晶体结构金刚石是典型的原子晶体，在这种晶体中的基本结构粒子是碳原子。每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，键长为1.55×10-10 m，键角为109°28′，构成正四面体。每个碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。因此，可以把整个晶体看成一个巨大的分子。由于C—C键的键能大(为347 kJ/mol)，价电子都参与了共价键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以金刚石是自然界中最坚硬的固体，熔点高达3 550 ℃，并且不导电。2.石墨的晶体结构石墨晶体是属于混合键型的晶体。石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形蜂巢状的平面层状结构，而每个碳原子还有一个2p轨道，其中有一个2p电子。这些p轨道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形成了大π键。因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动，类似金属键的性质。而平面结构的层与层之间则依靠分子间作用力(范德华力)结合起来，形成石墨晶体.石墨有金属光泽，在层平面方向有很好的导电性质。由于层间的分子间作用力弱，因此石墨晶体的层与层之间容易滑动，工业上用石墨作固体润滑剂。3.无定形碳所谓无定形碳是指其内部结构而言。实际上它们的内部结构并不是真正的无定形体，而是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则，晶体形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量杂质。无定形碳包括： 炭黑 木炭 焦炭 活性炭 骨炭 糖炭无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合，在约3500℃中加热，使产生的碳蒸气凝聚，可得人造石墨。而跟中子数无关，原子的质子数相同而中子数不同时，叫作同位数。自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C，14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。我是做化学的，希望对你有帮助。以后不懂的还可以找我。鳞片状石墨 性质：呈鳞片状、薄叶片状晶质的石墨，大小一般为(1.0～2.0)×(0.5～1.0)mm，最大4～5mm，片厚0.02～0.05mm。鳞片愈大，经济价值愈高。多呈浸染状、片麻状分布于岩石中。具有明显的定向排列。与层面方向一致。石墨含量一般为3％～10％，最高20％以上，常与古老变质岩(片岩、片麻岩)中石英，长石，透辉石等矿物共生，在火成岩与石灰岩接触带也可见到。鳞片状石墨具层状结构，其润滑性，柔韧性，耐热性和导电性能均比其他石墨好。主要用作制取高纯石墨制品的原料。土状石墨 土状石墨又称非晶质石墨或隐品质石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性也差。品位较高。一般的60～80％。少数高达90％以上。矿石可选性较差。评论|赞同0 其他类似问题

石墨烯的结构与性质问题

2010-12-18 22:09 zzk314 | 分类：工程技术科学 | 浏览3397次

石墨烯是正六边形的吗?它的π电子是共轭的吗?是像石墨一样的共轭的吗?? 一定要准确,不懂的少装

提问者采纳 2010-12-19 10:26 石墨烯是六边形的，它的π电子是共轭的，但不像石墨一样共轭的。

它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊，必须用相对论量子物理学(relativistic quantum physics)才能描绘。

石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。

这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。提问者评价谢谢 评论(1)|赞同6 石墨烯是一种什么物质？

2012-06-03 08:31 似痛心的爱 | 来自手机知道 | 分类：化学 | 浏览124次

物质种类、用途、定义，是否环保 我有更好的答案

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2012-06-03 08:37张勇内蒙古伊东|二级

石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构, 它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三维(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料[1]。

石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。室温下石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率(约10 am /V·s)，并且受温度和掺杂效应的影响很小，表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性(300 K下可达0.3 m)，这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势，使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。石墨烯还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。

石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法 ； 化学方法是化学还原法与化学解理法。评论|赞同0 2012-06-03 08:32xi10539093|四级

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料[1]。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在[1]，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖[2]。

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料[3]，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光“[4]；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料[1]。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。

石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨)+-ene(烯类结尾)。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。

石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42Å。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。

石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形);如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。

石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管；另外石墨烯还被做成弹道晶体管（ballistic transistor）并且吸引了大批科学家的兴趣。在2006年3月，佐治亚理工学院研究员宣布, 他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管，并观测到了量子干涉效应，并基于此结果，研究出以石墨烯为基材的电路.石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的一种，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，必须用量子场论才能描绘。

石墨烯是一种二维晶体，最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地，应称为“载荷子”(electric charge carrier)，的性质和相对论性的中微子非常相似。人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。[1]发展简史。第一：石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；第二：石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由于其高传导性、高比表面积，可适用于作为电极材料助剂 石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。因此，两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。

石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了70%-80%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同寻常的优良特性评论|赞同0 查看被隐藏回答2012-12-26 18:411079235453|五级 石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲评论|赞同0 其他类似问题 石墨烯奇异物理性质有哪些?

2012-05-27 08:45 西门吹吹风1 | 分类：化学 | 浏览509次

提问者采纳 2012-05-27 12:59 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光”；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。第一：石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；第二：石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由于其高传导性、高比表面积，可适用于作为电极材料助剂提问者评价太感谢了，真心有用 评论|赞同1

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其他2条回答

2012-05-30 14:07chocolate02091|二级

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。评论|赞同0 查看被隐藏回答2012-08-23 18:54li996166749|二级 由碳元素组成评论|赞同0 其他类似问石墨棒导热性能怎么样？