石墨烯是一种只有一个原子层厚度的片状二维材料,石墨烯也是目前发现的最薄的二维材料。石墨烯的晶格由六个采取sp2杂化的碳原子组成,晶格结构与苯环类似为平面正六边形结构。石墨烯的特殊晶格结构赋予了石墨优秀的电学、热学和机械性能。石墨烯的电导率为108 S/m,载流子迁移速率高达15000 cm2?V-1?s-1。石墨烯的导热速率高达5000 W?m-1?K-1。石墨烯的机械强度为130 GPa是钢铁的100倍。此外,石墨烯理论比表面积也高达2630 m2/g。因此,2004年石墨烯一经发现就迅速成为世界范围内的研究热点。本文的研究目标为通过冷冻干燥法制备石墨烯气凝胶并将制备的气凝胶应用到吸波材料和形状记忆复合材料领域。本文主要的工作和研究结论如下:1)首先,利用冷冻干燥法成功地制备了石墨烯气凝胶,通过改变实验的参数确定了聚乙烯醇(PVA)的含量、氧化石墨烯(GO)的含量和热处理工艺对气凝胶性能的影响。发现当保持GO的浓度为2 mg/ml,PVA的含量越低,冷冻干燥形成的气凝胶越疏松。混合溶液中GO和水的质量比小于1:500时,热解后不能获得气凝胶。直接在1050℃热解时样品的弹性差,采用分段热解则可获得具备良好弹性的气凝胶。2)其次,采用矢量网络分析仪测试了气凝胶的吸波性能。发现气凝胶的吸波性能随着气凝胶中碳纳米管的含量的增加最大反射损耗先从-35.49d B增加到-43.97dB,后降低到-37.14dB。同时,随着碳纳米管含量的增加,相同厚度的气凝胶的反射损耗峰值会向低频区域移动。3)最后,探讨了气凝胶在复合材料领域的应用。采用了真空浇注的方法,将环氧树脂基体成功的填入气凝胶组成的导电骨架中,成功的制备了具备形状记忆效应的复合材料。通过动态力学分析发现制备的复合材料的玻璃化温度(Tg)与树脂基体的玻璃化温度接近,且复合材料与环氧树脂基体的Tg的差值随着气凝胶中碳纳米管含量的增加而降低。通过形状记忆性能表征,我们发现复合材料的形变回复过程不再需要外在热源,将复合材料连接到60V的电路中我们就顺利实现了复合材料的形状回复。