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石墨烯是继碳纳米管、C60富勒烯材料后又一重大发现，是一种新型的二维碳材料。由于石墨烯具有独特的物理性能，将广泛应用于复合材料、高性能纳米电子器件、气体传感器、场发射材料以及能量存储等许多领域。碳纳米卷是由石墨烯薄片卷曲形成的，具有典型的层状中空结构特征，壁间距可调，这种中空结构可以容纳（吸附）其它元素的原子或分子，从而作为储能材料。
本文首先概述了石墨烯和碳纳米卷的制备方法及其应用研究进展，描述了一种先用剥离法后再用超声振荡石墨烯薄片初级样品的实验方案，并在所制备的石墨烯薄片上施加外力（如电场）使其发生相变卷曲，通过拉曼光谱和吸收光谱从表征石墨烯薄片到碳纳米卷的微结构变化，研究石墨烯薄片在应力及外部环境变化时发生相变的机理，得到如下结果：
（1）在常规的用微机械剥离法制备石墨烯的基础上，把剥离出来的石墨烯薄片初级样品放在浓度为99.5％的丙酮中进行超声波振荡，然后对最终的石墨烯薄片初级样品进行拉曼光谱和吸收光谱表征，得到样品的拉曼光谱特征峰分别在1580cm-2和2620cm-2两个波数附近；278nm附近出现吸收谱峰值；表征结果表明，用改良过的剥离法可以制备出层数较少的石墨烯薄片。
（2）由于石墨烯结构的不稳定性，石墨烯薄片受到外力作用（如电场）后会发生相变卷曲形成碳纳米卷。我们对制备出的石墨烯薄片通电，通电后发现，石墨烯薄片发生了卷曲形成碳纳米卷样品，并用原子力显微镜进行了样品表面结构的表征。