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石墨烯是2004年发现的新型二维纳米材料，具有完美的大π共轭体系和最薄的单原子层结构；这使得石墨烯拥有非常优异和独特的物理和化学性质。这些特性也使石墨烯在高性能复合材料和智能器件等领域有很好的应用前景。本研究采用化学剥离的方法制备了可溶性的功能化石墨烯，并通过溶液共混制备了石墨烯/聚合物及石墨烯/金属氧化物复合材料。研究表明，只需加入1％的石墨烯，其复合材料的强度提高75％，模量提高120％。而石墨烯/四氧化三铁复合薄膜的强度比纯的石墨烯薄膜提高2-4倍。在此基础上，利用石墨烯材料作为纳米尺寸的光吸收单元和能量转换单元，制得具有红外光驱动形变性能的功能性聚合物基纳米复合材料。并制备了基于石墨烯/四氧化三铁复合薄膜的高性能驱动器(Actuator)，并研究了光、电、磁等信号对其驱动性能的影响。另外，还研究了石墨烯及其复合材料在光、电、热及能源、催化等领域的应用。