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石墨烯的物理分散法主要是利用研磨、球磨、超声、微波辐射等方法打破片层与片层之间的范德华力，进而实现其良好分散，具体包括机械分散法、超声分散法和微波辐射法等。
1.1机械分散法
机械分散法利用剪切或撞击等方式改善石墨烯的分散效果。以纯净石墨粉为原料，无水乙醇为溶剂，采用湿法球磨配合超声、离心等方式得到石墨烯分散液，通过扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱分析均证明石墨烯为几个片层分散。机械法虽然对石墨烯的分散具有良好的效果，但其撞击摩擦的过程中涉及较为复杂的物理化学过程，对石墨烯的结构形貌产生一定的影响，且分散过程中机械作用难以控制，很大的限制了该方法的应用。
1.2超声分散法
超声分散法是利用超声的空化作用，以高能高震荡降低石墨烯的表面能，从而达到改善分散效果的目的。UmarKhan等将石墨在N-甲基-吡咯烷酮(NMP)中采用低功率超声处理，随着超声时间的延长，石墨烯分散液的浓度随之升高，当超声时间超过462h后，石墨烯分散液浓度能够达到1.2mg·ml-1，这是由于超声所产生的溶剂与石墨烯之间的能量大于剥离石墨烯片层所需要的能量，进而实现了石墨烯的分散。但是，在超声分散过程中，由于局部高能可能破坏石墨烯的表面结构，对石墨烯的性能产生一定的影响。
1.3微波辐射法
微波辐射法采用微波加热的方式产生高能高热用以克服石墨烯片层间的范德华力。采用氨水作为溶剂，利用微波辐射处理在氨水中的膨胀石墨以制备石墨烯分散液，透射电镜观测结果表明制得的石墨烯主要为单、双和少层（少于十层）石墨烯，并且能够在氨水中稳定分散，研究证实微波辐射产生的高温能够使氨水部分气化，产生的气压对克服石墨烯片层间的范德华力具有显著的作用。
