石墨烯增強銅基復合材料作為一種新興的高性能材料，在電子、航空航天和能源等領域展現出廣闊的應用前景。石墨烯以其優異的力學性能、高導電性和熱導率，能夠顯著提升銅基體的綜合性能。本文綜述了石墨烯增強銅基復合材料的制備工藝及其性能研究進展，并探討了其在醫學研究和試驗發展中的潛在應用。

一、制備工藝進展

石墨烯增強銅基復合材料的制備方法主要包括粉末冶金法、電化學沉積法、機械合金化法和原位合成法等。粉末冶金法通過球磨混合銅粉與石墨烯，隨后進行冷壓和燒結，工藝簡單且成本較低，但易導致石墨烯團聚。電化學沉積法可在低溫下實現均勻復合，適用于制備薄膜材料，但對設備要求較高。機械合金化法通過高能球磨使石墨烯與銅粉充分混合，改善界面結合，但可能引入雜質。原位合成法則在銅基體中直接生長石墨烯，界面結合強度高，但工藝復雜。近年來，研究者通過優化工藝參數，如控制球磨時間、調整燒結溫度和使用表面改性劑，有效提高了復合材料的致密性和均勻性。

二、性能研究進展

石墨烯的加入顯著改善了銅基復合材料的力學性能、電學性能和熱學性能。在力學性能方面，石墨烯作為增強相，通過載荷傳遞和界面強化機制，提高了復合材料的硬度、強度和耐磨性。研究表明，添加少量石墨烯（如0.5-2 wt%）可使銅基復合材料的抗拉強度提升20%-50%，同時保持較好的韌性。在電學性能方面，石墨烯的高導電性有助于維持銅基體的優良導電性，但過量添加可能因界面散射導致電阻率略有上升。熱學性能上，石墨烯的高熱導率使復合材料的熱導率得到提升，適用于熱管理應用。石墨烯還增強了材料的抗氧化和抗腐蝕性能，延長了使用壽命。

三、在醫學研究和試驗發展中的應用潛力

在醫學領域，石墨烯增強銅基復合材料因其生物相容性、抗菌性和功能性而受到關注。在醫療器械方面，該材料可用于制造高精度手術工具、植入物和診斷設備，其高強度和耐磨性確保器械的耐用性。在抗菌應用中，銅離子與石墨烯的協同作用能有效抑制細菌生長，適用于醫院環境和可穿戴設備。試驗發展方面，復合材料在生物傳感器和藥物傳遞系統中展現潛力，例如利用其高導電性開發電化學生物傳感器，用于快速檢測生物標志物。未來研究可聚焦于優化材料界面、評估長期生物安全性，并探索在組織工程和神經接口等前沿領域的應用。

石墨烯增強銅基復合材料通過不斷優化的制備工藝，在力學、電學和熱學性能上取得顯著進展，并在醫學研究和試驗發展中展現出巨大潛力。未來需進一步解決規模化生產、成本控制和生物兼容性等問題，以推動其實際應用。