Abstract
Approaches to the synthesis of polymer composite materials filled with graphene and its derivatives, methods of introducing graphene and its functionalized forms into polymer matrices, and effect of fillers on the electrophysical, mechanical, and electrorheological properties and the structure of the materials are considered. Research trends that can promote the integration of polymer composites with graphene and graphene derivatives into innovative world-class products and in the everyday life are indicated.
Similar content being viewed by others
REFERENCES
B. S. Brodie, Philos. Trans. R. Soc. London 149, 249 (1859).
W. S. Hummers and R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 80, 1339 (1958).
N. I. Kovtyukhova, Chem. Mater. 11, 771 (1999).
D. C. Marcano, D. V. Kosynkin, J. M. Berlin, A. Sinitskii, Z. Sun, A. Slesarev, L. B. Alemany, W. Lu, and J. M. Tour, ACS Nano 4, 4806 (2010).
S. Chandra, S. Sahu, and P. Pramanik, Mater. Sci. Eng. B 167, 133 (2010).
K. A. Shiyanova, M. V. Gudkov, M. K. Rabchinskii, L. A. Sokura, D. Yu. Stolyarova, M. V. Baidakova, D. P. Shashkin, A. D. Trofimuk, D. A. Smirnov, I. A. Komarov, V. A. Timofeeva, and V. P. Melnikov, Nanomaterials 11, 915 (2021).
S. Pei, J. Zhao, J. Du, W. Ren, H. M. Cheng, Carbon 48, 4466 (2010).
H. J. Shin, K. K. Kim, A. Benayad, S. M. Yoon, H. K. Park, I. S. Jung, M. H. Jin, H. K. Jeong, J. M. Kim, J. Y. Choi, and Y. H. Lee, Adv. Funct. Mater. 19, 1987 (2009).
I. K. Moon, J. Lee, R. S. Ruoff, and H. Lee, Nat. Commun. 1, 73 (2010).
M. V. Gudkov, S. L. Bazhenov, L. S. Bekhli, and V. P. Mel’nikov, Russ. J. Phys. Chem. B 12, 860 (2018).
M. V. Gudkov, A. Y. Gorenberg, A. N. Shchegolikhin, D. P. Shashkin, and V. P. Mel’nikov, Dokl. Phys. Chem. 478, 11 (2018).
Z.-S. Wu, W. Ren, L. Gao, B. Liu, C. Jiang, and H. M. Cheng, Carbon 47, 493 (2009).
M. J. McAllister, J. L. Li, D. H. Adamson, H. C. Schniepp, A. A. Abdala, J. Liu, M. Herrera-Alonso, D. L. Milius, R. Car, R. K. Prud’homme, and I. A. Aksay, Chem. Mater. 19, 4396 (2007).
S. Stankovich, D. A. Dikin, R. D. Piner, K. A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, Y. Wu, S. B. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Carbon 45, 1558 (2007).
S. Pei and H.-M. Cheng, Carbon 50, 3210 (2012).
X. Li and W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324 (5932), 1312 (2009).
S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. Xu, J. S. Park, Y. Zheng, J. Balakrishnan, T. Lei, H. R. Kim, Y. I. Song, Y.‑J. Kim, K. S. Kim, B. Özyilmaz, J.-H. Ahn, B. H. Hong, and S. Iijima, Nat. Nanotechnol. 5, 574 (2010).
K. V. Emtsev, A. Bostwick, K. Horn, J. Jobst, G. L. Kellogg, L. Ley, J. L. McChesney, T. Ohta, S. A. Reshanov, J. Röhrl, E. Rotenberg, A. K. Schmid, D. Waldmann, H. B. Weber, and T. Seyller, Nat. Mater. 8, 203 (2009).
M. Terai, N. Hasegawa, M. Okusawa, S. Otani, and C. Oshima, Appl. Surf. Sci. 130–132, 876 (1998).
J. Coraux, A. T. ’Diaye, C. Busse, and T. Michely, Nano Lett. 8, 565 (2008).
P. W. Sutter, J. I. Flege, and E. A. Sutter, Nat. Mater. 7, 406 (2008).
K. Hu, D. D. Kulkarni, I. Choi, and V. V. Tsukruk, Prog. Polym. Sci. 39, 1934 (2014).
W. Cai, R. D. Piner, F. J. Stadermann, S. Park, M. A. Shaibat, Y. Ishii, D. Yang, A. Velamakanni, S. J. An, M. Stoller, J. An, D. Chen, and R. S. Ruoff, Science 321 (5897), 1815 (2008).
J. Sturala, J. Luxa, M. Pumera, and Z. Sofer, Chem.-Eur. J. 24, 5992 (2018).
B. L. Dasari, J. M. Nouri, D. Brabazon, and S. Naher, Energy 140, 766 (2017).
K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. E. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306 (5696), 666 (2004).
K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. J. Booth, V. V. Khotkevich, S. V. Morozov, and A. K. Geim, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 10451 (2005).
K. Hu, M. K. Gupta, D. D. Kulkarni, and V. V. Tsukruk, Adv. Mater. 25, 2301 (2013).
L. Britnell, R. M. Ribeiro, A. Eckmann, R. Jalil, B. D. Belle, A. Mishchenko, Y.-J. Kim, R. V. Gorbachev, T. Georgiou, S. V. Morozov, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, C. Casiraghi, NetoA. H. Castro, and K. S. Novoselov, Science 340 (6138), 1311 (2013).
K. S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S. Y. Lee, J. M. Kim, K. S. Kim, and B. H. Hong, Nature 457 (7230), 706 (2009).
M. K. Rabchinskii, A. S. Varezhnikov, V. V. Sysoev, M. A. Solomatin, S. A. Ryzhkov, M. V. Baidakova, D. Yu. Stolyarova, V. V. Shnitov, S. I. Pavlov, D. A. Kirilenko, A. V. Shvidchenko, E. Yu. Lobanova, M. V. Gudkov, D. A. Smirnov, V. A. Kislenko, S. V. Pavlov, S. A. Kislenko, N. S. Struchkov, I. I. Bobrinetskiy, A. V. Emelianov, P. Liang, Z. Liu, and P. N. Brunkov, Carbon 172, 236 (2021).
H. Tetsuka, R. Asahi, A. Nagoya, K. Okamoto, I. Tajima, R. Ohta, and A. Okamoto, Adv. Mater. 24, 5333 (2012).
M. F. El-Kady and R. B. Kaner, Nat. Commun. 4, 1475 (2013).
B. Brennan, S. J. Spencer, N. A. Belsey, T. Faris, H. Cronin, S. R. P. Silva, T. Sainsbury, I. S. Gilmore, Z. Stoeva, and A. J. Pollard, Appl. Surf. Sci. 403, 403 (2017).
A. D. Smith, K. Elgammal, F. Niklaus, A. Delin, A. C. Fischer, S. Vaziri, F. Forsberg, M. Råsander, H. Hugosson, L. Bergqvist, S. Schröder, S. Kataria, M. Östling, and M. C. Lemme, Nanoscale 7, 19099 (2015).
P. Samori, I. A. Kinloch, X. Feng, and V. Palermo, 2D Mater. 2 (3), 030205 (2015).
W. Si, X. Wu, J. Zhou, F. Guo, S. Zhuo, H. Cui, and W. Xing, Nanoscale Res. Lett. 8, 247 (2013).
H. Shan, D. Xiong, X. Li, Y. Sun, B. Yan, D. Li, S. Lawes, Y. Cui, and X. Sun, Appl. Surf. Sci. 364, 651 (2016).
Y. Xue, L. Zhu, H. Chen, J. Qu, and L. Dai, Carbon 92, 305 (2015).
J. T. Robinson, M. Zalalutdinov, J. W. Baldwin, E. S. Snow, Z. Wei, P. Sheehan, and B. H. Houston, Nano Lett. 8, 3441 (2008).
S. Lin, Y. Lu, J. Xu, S. Feng, and J. Li, Nano Energy 40, 122 (2017).
F. Torrisi and T. Carey, Nano Today 23, 73 (2018).
P. Bondavalli, Graphene and Related Nanomaterials. Properties and Applications (Elsevier, Amsterdam, 2018).
H. Oh, Y. Kim, and J. Kim, Org. Electron. 85, 105877 (2020).
J. C. Grunlan, A. R. Mehrabi, M. V. Bannon, and J. L. Bahr, Adv. Mater. 16, 150 (2004).
H. Pang, T. Chen, G. Zhang, B. Zeng, Z. M. Li, Mater. Lett. 64, 2226 (2010).
J. Du, L. Zhao, Y. Zeng, L. Zhang, F. Li, P. Liu, and C. Liu, Carbon 49, 1094 (2011).
M. Li, C. Gao, H. Hu, and Z. Zhao, Carbon 65, 371 (2013).
J.-H. Ha, S.-K. Hong, J.-K. Ryu, J. Bae, and S.-H. Park, Polymers 11, 2101 (2019).
A. Alam, Q. Meng, G. Shi, S. Arabi, J. Ma, N. Zhao, and H. C. Kuan, Compos. Sci. Technol 127, 119 (2016).
X. Liu, Q. Zou, T. Wang, and L. Zhang, Nano 13 (3), 1850033 (2018).
L. Wang, X. Wei, G. Wang, S. Zhao, J. Cui, A. Gao, G. Zhang, and Y. Yan, Composites, Part B 185, 107775 (2020).
M. V. Gudkov and V. P. Melnikov, Nanosyst.: Phys., Chem., Math. 7, 244 (2016).
M. V. Gudkov, N. G. Ryvkina, A. Ya. Gorenberg, and V. P. Melnikov, Dokl. Phys. Chem. 466, 1 (2016).
K. A. Shiyanova, M. V. Gudkov, A. Ya. Gorenberg, M. K. Rabchinskii, D. A. Smirnov, M. A. Shapetina, T. D. Gurinovich, G. P. Goncharuk, D. A. Kirilenko, S. L. Bazhenov, and V. P. Melnikov, ACS Omega 5, 25148 (2020).
A. Gao, F. Zhao, F. Wang, G. Zhang, S. Zhao, J. Cui, and Y. Yan, Composites, Part A 122, 1 (2019).
G. Agarwal, N. Kumar, and A. Srivastava, Mater. Sci. Eng., C 118, 111518 (2021).
A. Magaz, X. Li, J. E. Gough, and J. J. Blaker, Mater. Sci. Eng., C 119, 111632 (2021).
Q. Wu, Y. Xu, Z. Yao, A. Liu, and G. Shi, ACS Nano 4, 1963 (2010).
H. B. Zhang, W. G. Zheng, Q. Yan, Y. Yang, J. W. Wang, Z. H. Lu, G. Y. Ji, and Z. Z. Yu, Polymers 51, 1191 (2010).
S. Zhao, H. Chang, S. Chen, J. Cui, and Y. Yan, Eur. Polym. J. 84, 300 (2016).
X. Zhang, J. Zheng, and Z. Ma, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 538, 012001 (2019).
J. Wang, X. Jin, C. Li, W. Wang, H. Wu, and S. Guo, Chem. Eng. J. 370, 831 (2019).
W. A. Laftah, S. Hashim, and A. N. Ibrahim, Polym.-Plast. Technol. Eng. 50, 1475 (2011).
Y. M. Boiko, V. A. Marikhin, L. P. Myasnikova, and E. I. Radovanova, Colloid Polym. Sci. 296, 1651 (2018).
Y. M. Boiko, V. A. Marikhin, O. A. Moskalyuk, L. P. Myasnikova, and E. S. Tsobkallo, Tech. Phys. Lett. 45, 707 (2019).
Y. M. Boiko, V. A. Marikhin, O. A. Moskalyuk, and L. P. Myasnikova, Phys. Solid State 62, 676 (2020).
N. Yousefi, M. M. Gudarzi, Q. Zheng, X. Lin, X. Shen, J. Jia, F. Sharif, and J. K. Kim, Composites, Part A 49, 42 (2013).
W. Zhang, H. Zuo, X. Zhang, J. Wang, L. Guo, and X. Peng, Polymers 10, 700 (2018).
S. R. Ahmad, C. Xue, and R. J. Young, Mater. Sci. Eng., B 216, 2 (2017).
Y. Li, S. Wang, Q. Wang, and M. Xing, Composites, Part B 133, 35 (2018).
L. Wei, J. Ma, W. Zhang, S. L. Bai, Y. Ren, L. Zhang, Y. Wu, and J. Qin, Carbon 181, 212 (2021).
Z. Yu, S. Wu, C. Li, Y. Xiao, L. Zheng, J. Liu, B. Zhang, Composites, Part A 145, 106387 (2021).
D. G. Papageorgiou, I. A. Kinloch, and R. J. Young, Prog. Mater. Sci. 90, 75 (2017).
A. Kumar, K. Sharma, and A. R. Dixit, Carbon Lett. 31, 149 (2021).
C. Luo, C. Shi, C. Yu, Q. Fu, and C. Pan, J. Nanosci. Nanotechnol. 18, 7203 (2018).
R. Hashemi and G. J. Weng, Carbon 96, 474 (2016).
Y. M. Shulga, S. A. Baskakov, E. N. Kabachkov, Y. V. Baskakova, N. N. Dremova, O. V. Koplak, A. S. Lobach, Yu. N. Parkhomenko, V. A. Kazakov, A. R. Tameev, and A. Michtchenko, Langmuir 36, 8680 (2020).
Y. M. Shulga, S. A. Baskakov, Y. V. Baskakova, A. S. Lobach, E. N. Kabachkov, Y. M. Volfkovich, V. E. Sosenkin, N. Y. Shulga, S. I. Nefedkin, Y. Kumar, A. Michtchenko, J. Alloys Compd. 730, 88 (2018).
S. A. Baskakov, Y. V. Baskakova, N. V. Lyskov, N. N. Dremova, and Y. M. Shul’ga, Russ. J. Phys. Chem. A 91, 1966 (2017).
J. Xia, F. Chen, J. Li, and N. Tao, Nat. Nanotechnol. 4, 505 (2009).
R. S. Dey, H. A. Hjuler, and Q. Chi, J. Mater. Chem. A 3, 6324 (2015).
L. Ji, P. Meduri, V. Agubra, X. Xiao, and M. Alcoutlabi, Adv. Energy Mater. 6, 1502159 (2016).
Z. Peng, R. Ye, J. A. Mann, D. Zakhidov, Y. Li, P. R. Smalley, J. Lin, and J. M. Tour, ACS Nano 9, 5868 (2015).
N. Mahmood, C. Zhang, H. Yin, and Y. Hou, J. Mater. Chem. A 2, 15 (2014).
B. J. Worfolk, S. C. Andrews, S. Park, J. Reinspach, N. Liu, M. F. Toney, S. C. B. Mannsfeld, and Z. Bao, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 112, 14138 (2015).
J. Zhao, J. Wu, B. Li, W. Du, Q. Huang, M. Zheng, H. Xue, and H. Pang, Prog. Nat. Sci.: Mater. Int 26, 237 (2016).
H. Li, J. Wang, Q. Chu, Z. Wang, F. Zhang, and S. Wang, J. Power Sources 190, 578 (2009).
B. C. Kim, J. Y. Hong, G. G. Wallace, and H. S. Park, Adv. Energy Mater. 5, 1500959 (2015).
M. Kim, C. Lee, and J. Jang, Adv. Funct. Mater. 24, 2489 (2014).
J. Zhang and X. S. Zhao, ChemSusChem 5, 818 (2012).
Y. Li, M. Zhou, Y. Wang, Q. Pan, Q. Gong, Z. Xia, and Y. Li, Carbon 147, 519 (2019).
M. Farid, M. A. F. Basha, A. H. Zak, and M. H. Khedr, Electrochim. Acta 300, 1 (2019).
A. G. Tabrizi, N. Arsalani, A. Mohammadi, L. S. Ghadimi, I. Ahadzadeh, and H. Namazi, Electrochim. Acta 265, 379 (2018).
P. K. Adusei, S. N. Kanakaraj, S. Gbordzoe, K. Johnson, D. DeArmond, Y. Y. Hsieh, Y. Fang, S. Mishra, N. Phan, N. T. Alvarez, and V. Shanov, Electrochim. Acta 312, 411 (2019).
D. Liu, P. Du, W. Wei, H. Wang, Q. Wang, and P. Liu, Electrochim. Acta 233, 201 (2017).
L.-N. Jin, F. Shao, C. Jin, J.-N. Zhang, P. Liu, M.‑X. Guo, and S.-W. Bian, Electrochim. Acta 249, 387 (2017).
C. Xiong, T. Li, Y. Zhu, T. Zhao, A. Dang, H. Li, X. Ji, Y. Shang, and M. Khan, J. Alloys Compd. 695, 1248 (2017).
P. Liu, J. Yan, X. Gao, Y. Huang, and Y. Zhang, Electrochim. Acta 272, 77 (2018).
R. Li, H. Xu, R. Fu, W. Tan, Y. Qin, Y. Tao, and Y. Kong, React. Funct. Polym. 125, 101 (2018).
S. Li, A. Gao, F. Yi, D. Shu, H. Cheng, X. Zhou, Ch. He, D. Zeng, and F. Zhang, Electrochim. Acta 297, 1094 (2019).
S. Wang, N. Liu, J. Su, L. Li, F. Long, Z. Zou, X. Jiang, and Y. Gao, ACS Nano 11, 2066 (2017).
H. Zhang, S. Nie, C. Qin, and S. Wang, Ind. Crops Prod. 128, 338 (2019).
K. Zhang, Y. Zhang, D. Yan, C. Zhang, and S. Nie, Cellulose 25, 5049 (2018).
E. Li, R. Liu, S. Huang, J. Mei, J. Xu, and G. Yuan, Synth. Met. 226, 104 (2017).
Z. Gui, H. Zhu, E. Gillette, X. Han, G. W. Rubloff, L. Hu, and S. B. Lee, ACS Nano 7, 6037 (2013).
R. Liu, L. Ma, S. Huang, J. Mei, E. Li, and G. Yuan, J. Phys. Chem. 120, 28480 (2016).
A. Khosrozadeh, DarabiM. Ali, M. Xing, and Q. Wang, J. Nanotechnol. Eng. Med. 6 (1), 011005 (2015).
L. Ma, R. Liu, H. Niu, L. Xing, L. Liu, and Y. Huang, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 33608 (2016).
Z. Khanam, J. Liu, and S. Song, Electrochim. Acta 363, 137208 (2020).
G. Kang and Y. Cao, J. Membr. Sci. 463, 145 (2014).
A. G. Holmes-Siedle, P. D. Wilson, and A. P. Verrall, Mater. Des. 4, 910 (1983).
Z. Zhu, Int. J. Electrochem. Sci. 11, 8270 (2016).
J. Dong, Z. Wang, and X. Kang, Colloids Surf., A 489, 282 (2016).
S. Park and S. Kim, Electrochim. Acta 89, 516 (2013).
N. Jäckel, D. Weingarth, M. Zeiger, M. Aslan, I. Grobelsek, and V. Presser, J. Power Sources 272, 1122 (2014).
C. C. Yang, M. H. Tsai, C. W. Huang, P. J. Yen, C. C. Pan, W. W. Wu, K. H. Wei, L. R. Dung, and T. Y. Tseng, J. Nanosci. Nanotechnol. 17, 5366 (2017).
Q. Abbas, D. Pajak, E. Frackowiak, and F. Beguin, Electrochim. Acta 140, 132 (2014).
S. Kim, T. D. Myles, H. R. Kunz, D. Kwak, Y. Wang, R. Maric, Electrochim. Acta 177, 190 (2015).
M. Aslan, D. Weingarth, N. Jäckel, J. S. Atchison, I. Grobelsek, and V. Presser, J. Power Sources 266, 374 (2014).
B. Song, F. Wu, Y. Zhu, Z. Hou, K. S. Moon, and C. P. Wong, Electrochim. Acta 267, 213 (2018).
S. Zhu, Y. Song, X. Zhao, J. Shao, J. Zhang, and B. Yang, Nano Res. 8, 355 (2015).
D. A. Kurdyukov, D. A. Eurov, M. K. Rabchinskii, A. V. Shvidchenko, M. V. Baidakova, D. A. Kirilenko, S. V. Koniakhin, V. V. Shnitov, V. V. Sokolov, P. N. Brunkov, A. T. Dideikin, Y. M. Sgibnev, L. Yu. Mironov, D. A. Smirnov, A. Yu. Vul’, and V. G. Golubev, Nanoscale 10, 13223 (2018).
S. Zhu, Y. Song, J. Shao, X. Zhao, and B. Yang, Angew. Chem., Int. Ed. 54, 14626 (2015).
F. Samadaei, M. Salami-Kalajahi, H. Roghani-Mamaqani, and M. Banaei, RSC Adv. 5, 71835 (2015).
H. Luo, Z. Liu, L. Chao, X. Wu, X. Lei, Z. Chang, and X. Sun, J. Mater. Chem. A 3, 3667 (2015).
F. Shen, D. Pankratov, and Q. Chi, Curr. Opin. Electrochem. 4, 133 (2017).
J. Xing, P. Tao, Z. Wu, C. Xing, X. Liao, and S. Nie, Carbohydr. Polym. 207, 447 (2019).
B. Balli, A. Şavk, and F. Şen, in Nanocarbon and Its Composites, Ed. by A. Khan, M. Jawaid, Inamuddin, and A. M. Asiri (Elsevier, Amsterdam, 2019), Chap. 5, p. 123.
S. W. Bokhari, A. H. Siddique, P. C. Sherrell, X. Yue, K. M. Karumbaiah, S. Wei, A. V. Ellis, and W. Gao, Energy Rep. 6, 2768 (2020).
P. Gotovtsev, Appl. Sci. 10, 3990 (2020).
P. M. Gotovtsev, Y. M. Parunova, C. G. Antipova, G. U. Badranova, T. E. Grigoriev, D. S. Boljshin, M. V. Vishnevskaya, E. A. Konov, K. I. Lukanina, S. N. Chvalun, and A. N. Reshetilov, in Macro, Micro, and Nano-Biosensors, Ed. by M. Rai, A. Reshetilov, Y. Plekhanova, and A. P. Ingle (Springer Int. Publ., Cham, 2021), p. 399.
F. Guo and Z. Guo, RSC Adv. 6, 36623 (2016).
M. Wei, Y. Gao, X. Li, and M. J. Serpe, Polym. Chem. 8, 127 (2017).
Y. Shi and Z. Chen, J. Mater. Chem. C 6, 11817 (2018).
P. K. Sahu, R. K. Pandey, R. Dwivedi, V. N. Mishra, and R. Prakash, Sci. Rep. 10, 1 (2020).
G. Zamiri and A. S. M. A. Haseeb, Materials 13, 3311 (2020).
C. S. Boland, U. Khan, G. Ryan, S. Barwich, R. Charifou, A. Harvey, C. Backes, Zh. Li, M. S. Ferreira, M. E. Möbius, R. J. Young, and J. N. Coleman, Science 354 (6317), 1257 (2016).
L. Zhang, H. Li, X. Lai, T. Gao, J. Yang, and X. Zeng, ACS Appl. Mater. Interfaces 10, 41784 (2018).
L. Zhang, H. Li, X. Lai, T. Gao, and X. Zeng, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 44360 (2020).
C. B. Huang, S. Witomska, A. Aliprandi, M. A. Stoeckel, M. Bonini, A. Ciesielski, and P. Samori, Adv. Mater. 31, 1804600 (2019).
P. M. Gotovtsev, G. U. Badranova, Y. V. Zubavichus, N. K. Chumakov, C. G. Antipova, R. A. Kamyshinsky, M. Yu. Presniakov, K. V. Tokaev, and T. E. Grigoriev, Heliyon 5 (9), e02498 (2019).
H. Ren, H. Tian, C. L. Gardner, T. L. Ren, and J. Chae, Nanoscale 8, 3539 (2016).
Z. He, J. Liu, Y. Qiao, C. M. Li, and T. T. Y. Tan, Nano Lett. 12, 4738 (2012).
V. Chabot, D. Higgins, A. Yu, X. Xiao, Z. Chen, and J. Zhang, Energy Environ. Sci. 7, 1564 (2014).
P. C. Chou, F. P. Lin, H. L. Hsu, C. J. Chang, C. H. Lu, and J. K. Chen, ACS Sens. 5, 665 (2020).
V. Kedambaimoole, N. Kumar, V. Shirhatti, S. Nuthalapati, S. Kumar, M. M. Nayak, P. Sen, D. Akinwande, and K. Rajanna, Adv. Electron. Mater. 7 (4), 2001214 (2021).
J. S. Oh and S. B. Choi, J. King Saud Univ., Sci. 29, 390 (2017).
C. Niu, X. Dong, and M. Qi, Soft Matter 13, 5409 (2017).
A. Zatopa, S. Walker, and Y. Menguc, Soft Rob. 5, 258 (2018).
A. V. Chertovich, G. V. Stepanov, E. Y. Kramarenko, and A. R. Khokhlov, Macromol. Mater. Eng. 295, 336 (2010).
V. S. Molchanov, G. V. Stepanov, V. G. Vasiliev, E. Y. Kramarenko, A. R. Khokhlov, Z. D. Xu, and Y. Q. Guo, Macromol. Mater. Eng. 299, 1116 (2014).
L. Hines, K. Petersen, G. Z. Lum, and M. Sitti, Adv. Mater. 29 (13), 1603483 (2017).
A. Mazursky, J. H. Koo, and T. H. Yang, J. Intell. Mater. Syst. Struct 30, 2521 (2019).
Y. Liu, R. Davidson, and P. Taylor, Smart Mater. Struct. 14, 1563 (2005).
V. G. Chouvardas, A. N. Miliou, and M. K. T. Hatalis, Displays 29, 185 (2008).
K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. E. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306 (5696), 666 (2004).
F. Schedin, A. K. Geim, S. V. Morozov, E. W. Hill, P. Blake, M. I. Katsnelson, and K. S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 652 (2007).
M. K. Rabchinskii, A. S. Varezhnikov, V. V. Sysoev, M. A. Solomatin, S. A. Ryzhkov, M. V. Baidakova, D. Yu. Stolyarova, V. V. Shnitov, S. S. Pavlov, D. A. Kirilenko, A. V. Shvidchenko, E. Yu. Lobanova, M. V. Gudkov, D. A. Smirnov, V. A. Kislenko, S. V. Pavlov, S. A. Kislenko, N. S. Struchkov, and P. N. Brunkov, Carbon 172, 236 (2021).
M. K. Rabchinskii, S. A. Ryzhkov, D. A. Kirilenko, N. V. Ulin, M. V. Baidakova, V. V. Shnitov, S. I. Pavlov, R. G. Chumakov, D. Yu. Stolyarova, N. A. Besedina, A. V. Shvidchenko, D. V. Potorochin, F. Roth, D. A. Smirnov, M. V. Gudkov, M. Brzhezinskaya, O. I. Lebedev, V. P. Melnikov, and P. N. Brunkov, Sci. Rep. 10, 6902 (2020).
W. Jiang, D. Niu, H. Liu, C. Wang, T. Zhao, L. Yin, Y. Shi, B. Chen, Y. Ding, and B. Lu, Adv. Funct. Mater. 24, 7598 (2014).
S. H. Lee, J. H. Jung, and I. K. Oh, Small 10, 3880 (2014).
F. Papiya, P. Pattanayak, V. Kumar, S. Das, and P. P. Kundu, Mater. Sci. Eng., C 108, 110498 (2020).
S. Haque, A. Nasar, and M. M. Rahman, Sci. Rep. 10, 1 (2020).
J. S. Kumar, P. S. Paul, G. Raghunathan, and D. G. Alex, Int. J. Mech. Mater. Eng. 14, 1 (2019).
R. Stanway, Mater. Sci. Technol. 20, 931 (2004).
V. G. Vasiliev, N. A. Sheremetyeva, M. I. Buzin, D. V. Turenko, V. S. Papkov, I. A. Klepikov, I. V. Razumovskaya, A. M. Muzafarov, and E. Y. Kramarenko, Smart Mater. Struct. 25, 9 (2016).
W. L. Zhang, Y. D. Liu, and H. J. Choi, Korea-Aust. Rheol. J. 24, 147 (2012).
T. Hao, Electrorheological Fluids. The Non-aqueous Suspensions (Elsevier, Amsterdam, 2005), Vol. 22, p. 1.
D. J. Klingenberg, F. Van Swol, and C. F. Zukoski, J. Chem. Phys. 94, 6160 (1991).
L. C. Davis, J. Appl. Phys. 72, 1334 (1992).
M. Parthasarathy and D. J. Klingenberg, Mater. Sci. Eng., R. 17, 57 (1996).
O. I. Davydova, A. S. Kraev, A. A. Redozubov, T. A. Trusova, and A. V. Agafonov, Russ. J. Phys. Chem. A 90, 1269 (2016).
A. V. Agafonov, A. S. Kraev, M. A. Teplonogova, A. E. Baranchikov, and V. K. Ivanov, Rheol. Acta 58, 719 (2019).
C. Roman, M. García-Morales, S. Goswami, A. C. Marques, and M. T. Cidade, Smart Mater. Struct. 27 (7), 075001 (2018).
T. Plachy, M. Sedlacik, V. Pavlinek, and J. Stejskal, J. Mater. Chem. C 3 9973 (2015).
N. M. Kuznetsov, V. G. Shevchenko, D. Y. Stolyarova, S. A. Ozerin, S. I. Belousov, and S. N. Chvalun, J. Appl. Polym. Sci. 135, 1 (2018).
N. M. Kuznetsov, D. Y. Stolyarova, S. N. Chvalun, S. I. Belousov, R. A. Kamyshinsky, A. S. Orekhov, and A. L. Vasiliev, eXPRESS Polym. Lett. 12, 958 (2018).
W. Wen, X. Huang, S. Yang, K. Lu, and P. Sheng, Nat. Mater. 2, 727 (2003).
W. Wen, X. Huang, and P. Sheng, Soft Matter 4, 200 (2008).
Y. Hong and W. Wen, J. Intell. Mater. Syst. Struct. 27, 866 (2016).
C. Shen, W. Wen, S. Yang, and P. Sheng, J. Appl. Phys. 99, 2004 (2006).
V. A. Bilyk and E. V. Korobko, J. Intell. Mater. Syst. Struct. 26, 1906 (2015).
A. S. Tan, J. Aramendiz, K. H. Ross, T. Sattel, A. Fidlin, J. Sound Vib. 460, 114874 (2019).
A. Tonazzini, A. Sadeghi, and B. Mazzolai, Soft Rob. 3, 34 (2016).
X. Niu, M. Zhang, J. Wu, W. Wen, P. Sheng, Soft Matter 5, 576 (2009).
J. Wu, W. Wen, and P. Sheng, Soft Matter 8, 11589 (2012).
Z. Kesy, G. Medrek, A. Olszak, K. Osowski, and A. Kesy, in Encyclopedia of Smart Materials (Elsevier, Amsterdam, 2022), p. 171.
S. B. Behbahani and X. Tan, Smart Mater. Struct. 26 (8), 085014 (2017).
I. C. Vladu, D. Cojocaru, F. Manta, and I. Reçceanu, in Proceedings of 23rd International Conference on System Theory, Control and Computing, Romania, Sinaia, 2019 (Sinaia, 2019), p. 603.
Z. Qiu, R. Shen, J. Huang, K. Lu, X. Xiong, J. Mater. Chem. C 7, 5816 (2019).
D. Y. Stolyarova, N. M. Kuznetsov, S. I. Belousov, and S. Chvalun, J. Appl. Polym. Sci. 136, 47678 (2019).
P. Dhar, A. Katiyar, A. Pattamatta, and S. K. Das, Nanotecnology 28 (3), 035702 (2017).
Y. Chun, Y. G. Ko, T. Do, Y. Jung, S. W. Kim, and U. S. Choi, Colloids Surf., A 562, 392 (2019).
J. R. Omambala, E. C. McIntyre, and A. A. Gallo, ACS Omega 4, 20964 (2019).
J. R. Omambala, E. C. McIntyre, and A. A. Gallo, ACS Omega 4, 20955 (2019).
C. Zheng, Q. Lei, J. Zhao, X. Zhao, and J. Yin, Polymers 12, 703 (2020).
O. Quadrat and J. Stejskal, J. Ind. Eng. Chem. 12, 352 (2006).
D. H. Kim and Y. D. Kim, J. Ind. Eng. Chem. 13, 879 (2007).
T. Plachý, J. Žitka, M. Mrlík, P. Bažant, M. Kadlečkova, M. Trchová, and J. Stejskal, Polymer 217, 123448 (2021).
J. S. An, I. J. Moon, S. H. Kwon, and H. J. Choi, Polymer 115, 137 (2017).
Q. Lu, W. J. Han, and H. J. Choi, Molecules 23, 2854 (2018).
W. Sun, Z. Xi, H. Zheng, Y. Chen, C. Li, B. Wang, and C. Hao, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 118, 271 (2021).
Y. Z. Dong, K. Choi, S. H. Kwon, J. D. Nam, and H. J. Choi, Polymers 12, 204 (2020).
B. Sim, W. L. Zhang, and H. J. Choi, Mater. Chem. Phys. 153, 443 (2015).
M. Mrlík, M. Ilčikova, T. Plachý, V. Pavlínek, Z. Špitalský, and J. Mosnáček, Chem. Eng. J. 283, 717 (2016).
C. J. Lee and H. J. Choi, Colloids Surf., A 550, 56 (2018).
W. L. Zhang, Y. D. Liu, H. J. Choi, and Y. Seo, RSC Adv. 3, 11723 (2013).
T. H. Min, C. J. Lee, and H. J. Choi, Polym. Test. 66, 195 (2018).
Z. Ismail, W. F. W. Idris, and A. H. Abdullah, Ceram. Int. 47, 23309 (2021).
E. Varrla, K. R. Paton, C. Backes, A. Harvey, R. J. Smith, J. McCauley, and J. N. Coleman, Nanoscale 6, 11810 (2014).
K. A. Shiyanova, M. V. Gudkov, M. K. Rabchinskii, L. A. Sokura, D. Y. Stolyarova, M. V. Baidakova, D. P. Shashkin, A. D. Trofimuk, D. A. Smirnov, I. A. Komarov, V. A. Timofeeva, and V. P. Melnikov, Nanomaterials 11, 915 (2021).
P. P. Brisebois and M. Siaj, J. Mater. Chem. C 8, 1517 (2020).
W. L. Zhang, Y. D. Liu, H. J. Choi, and S. G. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces 4 2267 (2012).
J. Y. Hong and J. Jang, Soft Matter 8, 7348 (2012).
K. Y. Shin, S. Lee, S. Hong, and J. Jang, ACS Appl. Mater. Interfaces 6, 5531 (2014).
M. Ilčíková, M. Mrlík, V. Babayan, and P. Kasák, RSC Adv. 5, 57820 (2015).
Y. Dong, Y. Liu, J. Yin, and X. Zhao, J. Mater. Chem. C 2, 10386 (2014).
S. Lee, J. Noh, S. Hong, Y. K. Kim, and J. Jang, Chem. Mater. 28, 2624 (2016).
C. Y. Gao, M. H. Kim, H. J. Jin, and H. J. Choi, Polymers 12, 1984 (2020).
Q. Lu, H. S. Jang, W. J. Han, J. H. Lee, and H. J. Choi, Macromol. Res. 27, 1061 (2019).
J. Yin, X. Wang, R. Chang, and X. Zhao, Soft Matter 8, 294 (2012).
W. L. Zhang, Y. D. Liu, and H. J. Choi, Carbon 50, 290 (2012).
J. Yuan, Y. Wang, L. Xiang, X. Zhao, J. Yin, IET Nanodielectr. 4 (3), 143 (2021).
W. L. Zhang and H. J. Choi, Colloid Polym. Sci. 291, 1401 (2013).
K. Zhang, H. Li, Y. Z. Dong, H. Zhang, W. Zhao, S. Zhao, and H. J. Choi, Polymer 168, 29 (2019).
M. Mrlik, M. Ilcikova, J. Osicka, E. Kutalkova, A. Minarik, A. Vesel, and J. Mosnacek, RSC Adv. 9, 1187 (2019).
Y. Z. Dong, Y. Seo, and H. J. Choi, Soft Matter 15, 3473 (2019).
M. Zygo, M. Mrlik, M. Ilcikova, M. Hrabalikova, J. Osicka, M. Cvek, M. Sedlacik, B. Hanulikova, L. Munster, D. Skoda, P. Urbánek, J. Pietrasik, J. Mosnáček, Nanomaterials 10, 591 (2020).
W. L. Zhang, J. Liu, and H. J. Choi, J. Nanomater. 16, 226 (2015).
P. V. Kumar, N. M. Bardhan, S. Tongay, J. Wu, A. M. Belcher, and J. C. Grossman, Nat. Chem. 6, 151 (2014).
M. Pumera and Z. Sofer, Chem. Soc. Rev. 46, 4450 (2017).
M. Cobos, I. De-La-Pinta, G. Quindós, M. J. Fernández, and M. D. Fernández, Carbon 150, 101 (2019).
L. Hui, J. T. Auletta, Z. Huang, X. Chen, F. Xia, S. Yang, H. Liu, and L. Yang, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 10511 (2015).
C. Liu, J. Shen, K. W. K. Yeung, and S. C. Tjong, ACS Biomater. Sci. Eng. 3, 471 (2017).
X. Li, J. Sun, Y. Che, Y. Lv, and F. Liu, Int. J. Biol. Macromol. 121, 760 (2019).
S. Some, S. M. Ho, P. Dua, E. Hwang, Y. H. Shin, H. Yoo, J.-S. Kang, D. Lee, and H. Lee, ACS Nano 6, 7151 (2012).
Y. L. F. Musico, C. M. Santos, M. L. P. Dalida, and D. F. Rodrigues, ACS Sustainable Chem. Eng. 2, 1559 (2014).
P. Kumar, P. Huo, R. Zhang, and B. Liu, Nanomaterials 9, 737 (2019).
I. E. Mejías Carpio, C. M. Santos, X. Wei, and D. F. Rodrigues, Nanoscale 4, 4746 (2012).
S. K. Yadav, Y. C. Jung, J. H. Kim, Y. I. Ko, H. J. Ryu, M. K. Yadav, Y. A. Kim, and J. W. Cho, Part. Part. Syst. Charact. 30, 721 (2013).
F. Perreault, A. F. De Faria, S. Nejati, and M. Elimelech, ACS Nano 9, 7226 (2015).
N. Fatima, U. Y. Qazi, A. Mansha, I. A. Bhatti, R. Javaid, Q. Abbas, N. Nadeem, Z. A. Rehan, S. Noreen, and M. Zahid, J. Ind. Eng. Chem. 100, 40 (2021).
A. Mirabedini, A. Ang, M. Nikzad, B. Fox, K. T. Lau, and N. Hameed, Adv. Sci. 7, 1903501 (2020).
B. Shen, W. Zhai, and W. Zheng, Adv. Funct. Mater. 24, 4542 (2014).
B. Zhang, V. R. Patlolla, D. Chiao, D. K. Kalla, H. Misak, and R. Asmatulu, Int. J. Adv. Des. Manuf. Technol. 67, 1317 (2013).
H. Ahmad, A. Tariq, A. Shehzad, M. S. Faheem, M. Shafiq, I. A. Rashid, A. Afzal, A. Munir, M. T. Riaz, H. T. Haider, A. Afzal, M. B. Qadir, and Z. Khaliq, Polym. Compos. 40, 4457 (2019).
H.-B. Zhang, Q. Yan, W. G. Zheng, Z. He, and Z. Z. Yu, ACS Appl. Mater. Interfaces 3, 918 (2011).
D. Gao, Y. Zhang, F. Yang, Y. Lin, Q. Zhang, and Z. Xia, Pharmacogn. Mag. 12 (46), 120 (2016).
Y. Wu, Z. Wang, X. Liu, X. Shen, Q. Zheng, Q. Xue, and J. K. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 9059 (2017).
A. K. Singh, A. Shishkin, T. Koppel, and N. Gupta, Composites, Part B 149, 188 (2018).
L. Anderson, P. Govindaraj, A. Ang, A. Mirabedini, and N. Hameed, Carbon Trends 4, 100047 (2021).
F. Sultanov, C. Daulbayev, B. Bakbolat, and O. Daulbayev, Adv. Colloid Interface Sci. 285, 102281 (2020).
G. Gedler, M. Antunes, J. I. Velasco, and R. Ozisik, Mater. Des. 90, 906 (2016).
Q. Gao, Y. Wang, D. He, L. Gao, Y. Zhou, and M. Fu, J. Lumin. 152, 117 (2014).
B. Liu, J. Li, L. Wang, J. Ren, Y. Xu, Composites, Part A 97, 141 (2017).
L. Zhang, M. Liu, S. Bi, L. Yang, S. Roy, X. Z. Tang, Ch. Mu, and X. Hu, J. Colloid Interface Sci. 493, 327 (2017).
B. Kuang, M. Ning, L. Wang, J. Li, C. Wang, Z. Hou, Y. Zhao, and H. Jin, Composites, Part B 161, 1 (2019).
S. S. A. Kumar, S. Bashir, K. Ramesh, and S. Ramesh, Prog. Org. Coat. 154, 106215 (2021).
G. Cui, C. Zhang, A. Wang, X. Zhou, X. Xing, J. Liu, Z. Li, Q. Chen, and Q. Lu, Prog. Org. Coat. 155, 106231 (2021).
Z. Feng, Y. Xu, W. Yue, K. H. Adolfsson, M. Wu, New Carbon Mater. 36, 235 (2021).
Y. Li, Z. Feng, L. Huang, K. Essa, E. Bilotti, H. Zhang, T. Peijse, and L. Hao, Composites, Part A 124, 105483 (2019).
B. Tan and N. L. Thomas, J. Membr. Sci. 514, 595 (2016).
Funding
This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (project no. 20-13-50455).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Ethics declarations
The authors declare that they have no conflicts of interest.
Additional information
Translated by T. Soboleva
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Gudkov, M.V., Stolyarova, D.Y., Shiyanova, K.A. et al. Polymer Composites with Graphene and Its Derivatives as Functional Materials of the Future. Polym. Sci. Ser. C 64, 40–61 (2022). https://doi.org/10.1134/S1811238222010027
Received:
Revised:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1134/S1811238222010027