還原氧化石墨烯(RGO)在邊緣處和面內(nèi)缺陷處具有豐富的分子結(jié)合位點(diǎn),使其成為一種很有希望的電化學(xué)傳感器材料。結(jié)合原位還原技術(shù),有很多研究使用諸如噴涂、旋涂等基于溶液的技術(shù)手段,利用氧化石墨烯(GO)在不同基底上制造出具備石墨烯相關(guān)性質(zhì)的器件,以期在一些場合替代CVD制備的石墨烯。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。氧化石墨烯(GO)的能級結(jié)構(gòu)由sp3雜化和sp2雜化的相對比例決定[6],調(diào)節(jié)含氧基團(tuán)相對含量可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯(GO)從絕緣體到半導(dǎo)體再到半金屬性質(zhì)的轉(zhuǎn)換氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm。新型氧化石墨改性
GO作為一種新型的藥物載體材料,以其良好的生物相容性、較高的載藥率、靶向給藥等方面得到廣泛的關(guān)注。GO作為遞送藥物的載體,它不僅可以負(fù)載小分子藥物,也可以與抗體、DNA、蛋白質(zhì)等大分子結(jié)合,如圖7.2所示。普通的有機(jī)藥物很多都含有π結(jié)構(gòu),而這些藥物的水溶性都非常差,而GO具有較好的親水性,因此可以借助分散性較好的GO基材料來解決這個(gè)問題,即將上述藥物負(fù)載到GO基材料上,形成GO-藥物混合物材料。這對改善難溶***物的水溶性,降低藥物不良反應(yīng)以及提高藥物穩(wěn)定性和生物利用度等方面有非常重要的研究意義。關(guān)于氧化石墨制造氧化石墨的親水性好,易于分散到水泥基復(fù)合材料中。
氧化石墨烯基納濾膜水通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的納濾膜,但是氧化石墨烯納濾膜對鹽離子的截留率還有待提高。Gao等26利用過濾法在氧化石墨烯片層中間混合加入多壁碳納米管(MWCNTs),復(fù)合膜的通量達(dá)到113L/(m2.h.MPa),對于鹽離子截留率提高,對于Na2SO4截留率可達(dá)到83.5%。Sun等27提出了一種全新的、精確可控的基于GO的復(fù)合滲透膜的設(shè)計(jì)思路,通過將單層二氧化鈦(TO)納米片嵌入具有溫和紫外(UV)光照還原的氧化石墨烯(GO)層壓材料中,所制備的RGO/TO雜化膜表現(xiàn)出優(yōu)異的水脫鹽性能。
GO的載藥作用也可促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。如用攜帶正電荷NH3+的GO(GO-NH3+)和攜帶負(fù)電荷COOH-的GO(GOCOOH-)交替層疊使其**外層為GO-COOH-,以這種GO作為載體,攜帶骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)和P物質(zhì)(SP)附著到鈦(Ti)種植體上,結(jié)果以Ti為基底,表面覆蓋GO-COOH-,攜帶BMP-2和SP(Ti/GO-/SP/BMP-2)種植體周圍的新骨生成量要明顯多于Ti/SP/BMP-2、Ti/GO-/BMP-2、Ti/GO-/SP。這證明GO可以同時(shí)攜帶BMP-2和SP到達(dá)局部并緩慢釋放,增加局部BMP-2和SP的有效劑量且發(fā)揮生物活性作用[89,90]。GO的這種雙重?cái)y帶傳遞作用在口腔種植及骨愈合方面起著重要的作用。而體內(nèi)羥磷灰石(hydroxyapatite,HA)是一種常用于骨組織修復(fù)的磷酸鈣陶瓷類材料。在HA中加入GO,可以增強(qiáng)其在鈦板表面的附著強(qiáng)度;以HA為基底,表面覆蓋GO的復(fù)合物(GO/HA)表現(xiàn)出比純HA更高的抗腐蝕性能,細(xì)胞活性也更強(qiáng)。將氧化石墨暴露在強(qiáng)脈沖光線下,例如氙氣燈也能得到石墨烯。
氧化石墨烯(GO)在很寬的光譜范圍內(nèi)具有光致發(fā)光性質(zhì),同時(shí)也是高效的熒光淬滅劑。氧化石墨烯(GO)具有特殊的光學(xué)性質(zhì)和多樣化的可修飾性,為石墨烯在光學(xué)、光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一個(gè)功能可調(diào)控的強(qiáng)大平臺(tái)[6],其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用日趨***。氧化石墨烯(GO)和還原氧化石墨烯(RGO)應(yīng)用于光電傳感,主要是作為電子給體或者電子受體材料。作為電子給體材料時(shí),利用的是其在光的吸收、轉(zhuǎn)換、發(fā)射等光學(xué)方面的特殊性質(zhì),作為電子受體材料時(shí),利用的是其優(yōu)異的載流子遷移率等電學(xué)性質(zhì)。本書前面的內(nèi)容中對氧化石墨烯(GO)、還原氧化石墨烯(RGO)的電學(xué)性質(zhì)已經(jīng)有了比較詳細(xì)的論述,本章在介紹其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用之前,首先對相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)部分進(jìn)行介紹。在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。新型氧化石墨改性
氧化石墨烯(GO)的厚度只有幾納米,具有兩親性。新型氧化石墨改性
所采用的石墨原料片徑大小、純度高低等以及合成GO的方法不同,因此導(dǎo)致所合成出來的GO片的大小、片層厚度、氧化程度(含氧量)、表面電荷和表面所帶官能團(tuán)等不同。GO的生物毒性除了有濃度依賴性,還會(huì)因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性,甚至結(jié)論相互矛盾[2-9]。此外,GO可能與毒性測試中的試劑相互作用,從而影響細(xì)胞活性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性,使其產(chǎn)生假陽性結(jié)果。如:Macosko與其合作者[10]的研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞活性試驗(yàn)中利用四甲基偶氮唑鹽(MTT)試劑與GO作用,GO的存在可以減少藍(lán)色產(chǎn)物的形成。因?yàn)樵诨罴?xì)胞中,當(dāng)MTT減少時(shí)就說明有同一種顏色產(chǎn)物的生成。因此,基于MTT法試驗(yàn)未能體現(xiàn)出GO的細(xì)胞毒性。但是他們利用另一種水溶性的四唑基試劑——WST-8(臺(tái)酚藍(lán)除外),就能對活細(xì)胞和死細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)行精確的評估。新型氧化石墨改性