石墨烯是迄今為止發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一，添加石墨烯到各種功能涂料中都能很大程度提高涂膜的力學(xué)性能。 

       由于石墨烯微片可以增強(qiáng)涂層附著力，可使石墨烯涂層具有優(yōu)異的耐磨和耐刮擦性能，目前已經(jīng)有廠家開發(fā)出針對不粘鍋用的高導(dǎo)熱、高強(qiáng)度石墨烯涂料，具有優(yōu)異的耐高溫、耐磨性能

羧基化石墨烯是共價(jià)鍵功能化石墨烯最簡單、最基礎(chǔ)的的方法。用強(qiáng)酸或混酸處理石墨得到的氧化石墨（ＧＯ），加入到一定濃度的堿液中超聲分散得氧化石墨烯膠體，再加入過量的氯乙酸 ，將氧化石墨烯上的羥基和環(huán)氧基轉(zhuǎn)化為羧基．將溶液反復(fù)離心水洗至中性以除去雜質(zhì)，得到均相的羧基化氧化石墨烯溶液?；蛴脧?qiáng)酸或混酸處理石墨烯，使石墨烯表面的缺陷氧化形成羧基。 從羧基功能化石墨烯出發(fā),利用羧基的可反應(yīng)性,可以實(shí)現(xiàn)一系列石墨烯功能化產(chǎn)物。羧基的直接反應(yīng)活性相對低，羧基化石墨烯只適合一定的應(yīng)用范圍。因而,進(jìn)一步將石墨烯上的羧基轉(zhuǎn)化成酰氯參與下一步的反應(yīng)成了石墨烯修飾的一條便捷路徑,許多共價(jià)鍵功能化石墨烯都采用了這一路線。
        羧基官能團(tuán)具有一定的活性, 利用羧基化石墨烯表面的羧基，可使各種有機(jī)小分子、高分子、生物大分子以及含有活潑基團(tuán)的功能材料被共價(jià)結(jié)合到氧化石墨烯上。如通過與多元胺反應(yīng)形成酰胺鍵或與多元酸酯化反應(yīng)，可以很好的分散在聚酰胺中或者聚氨酯前體中，得到性能良好的石墨烯-尼龍復(fù)合材料或者石墨烯-聚氨酯復(fù)合材料。 對于復(fù)合材料而言, 這類化學(xué)處理使得石墨烯與尼龍、聚酰亞胺等極性高分子有著更好的相容性, 兩者之間甚至還發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 形成牢固界面,充分利用了石墨烯的優(yōu)良力學(xué)性能, 因此用羧基改性后的石墨烯作為增強(qiáng)相制備的復(fù)合材料具有更好的耐磨性、耐腐蝕性,更高的硬度、強(qiáng)度及彈性性能等。羧基化石墨烯作為增強(qiáng)相能制備出性能更優(yōu)良的復(fù)合材料,
羧基化石墨烯帶的羧基在制備金屬氧化物納米材料-石墨烯復(fù)合材料上有較大的意義，羧基的定位作用可削弱金屬氧化物納米粒子的團(tuán)聚，形成直徑2～4 nm 的顆粒，金屬氧化物納米材料-石墨烯復(fù)合材料在許多領(lǐng)域的應(yīng)用都極有價(jià)值。羥基化石墨烯經(jīng)Sn和Pd溶液中進(jìn)行敏化活化處理后，石墨烯表面形成密集的活化點(diǎn)。通過簡單的化學(xué)沉積方法（浸鍍），金屬鎳就可在活化點(diǎn)沉積并形成包覆層；在導(dǎo)電涂料、電磁波吸收隱身涂料、透明吸波涂料領(lǐng)域極有應(yīng)用前景。
極性基團(tuán)(如-OH和-COOH)對水分子有較大的親和能力．在水溶液中，-COOH可以部分電離而帶有電荷。親水性表面一般具有良好的生物相容性．在親水性表面，帶電基團(tuán)與表面帶相反電荷的血漿、蛋白間的靜電相互作用通常是血漿吸附到表面的驅(qū)動力，表面的吸附數(shù)量取決于它們之間的靜電平衡¨．正常人體血管壁內(nèi)皮細(xì)胞的電位值為負(fù)值，血液中的

紅細(xì)胞、白細(xì)胞及血小板等均帶負(fù)電荷，而-COOH也帶有負(fù)電荷，不易發(fā)生粘附及其它相互作用．因此，羧基修飾的親水表面有利于提高抗凝血性能．羧基化石墨烯的結(jié)構(gòu)與石墨烯大體相同，只是在六角環(huán)形片狀體碳原子上連接主要是羰基、也有少量羥基和環(huán)氧基等官能團(tuán)。

       在PCR反應(yīng)中，引入羧基化石墨烯，利用羧基化石墨烯上的羧基可以與DNA形成氫鍵；羧基化石墨烯可與蛋白酶的疏水界面通過疏水作用結(jié)合，也可借助其上的羧基和羥基與蛋白酶形成氫鍵。石墨烯的六元環(huán)能夠與DNA形成π-π鍵；同時(shí)石墨烯與PCR反應(yīng)中的酶相互作用，可以有效提高原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)化效率，基因擴(kuò)增的產(chǎn)率。這在法醫(yī)鑒定、疾病診斷、控制疾病傳播途徑、癌癥的診斷與治療、臨床用藥新方法新途徑研究等方面有廣泛的應(yīng)用前景。