解決GO在不同介質(zhì)中的解理和分散等問題是實現(xiàn)GO廣泛應(yīng)用的重要前提。此外,不同的應(yīng)用體系往往要不同的功能體現(xiàn)和界面結(jié)合等特征,故而要經(jīng)常對GO表面進行修飾改性。GO本身含有豐富的含氧官能團,也可在GO表面引入其他功能基團,或者利用GO之間和GO與其它物質(zhì)間的共價鍵或非共價鍵作用進行化學(xué)反應(yīng)接枝其他官能團。由于GO結(jié)構(gòu)的不確定性,以上均屬于一大類復(fù)雜的GO化學(xué),導(dǎo)致采用化學(xué)方式對GO進行修飾與改性機理復(fù)雜化,很難得到結(jié)構(gòu)單一的產(chǎn)品。盡管面臨諸多難以解釋清楚的問題,但是對GO復(fù)合材料優(yōu)異性能的期望使得非常必要總結(jié)對GO進行修飾改性的常用方法和技術(shù),同時也是氧化石墨烯相關(guān)材料應(yīng)用能否實現(xiàn)穩(wěn)定、可控規(guī)?;瘧?yīng)用的關(guān)鍵。氧化石墨烯的表面官能團與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物。新型氧化石墨資料
在推動以氧化石墨烯為載體的新藥進入臨床試驗前,勢必會面臨諸多挑戰(zhàn):(1)優(yōu)化氧化石墨烯的制備方法及生產(chǎn)工藝,使其具有可重復(fù)性,并能精確控制氧化石墨烯的尺寸和質(zhì)量;(2)比較好使用劑量的摸索,找到以氧化石墨烯為載體的***療效和毒性之間的平衡點;(3)其他表面修飾劑的開發(fā),需具有良好生物相容性且修飾后的氧化石墨烯能在短時間內(nèi)被生物體***;(4)毒理學(xué)方法的進一步規(guī)范,系統(tǒng)闡明以氧化石墨烯為載體***的潛在毒性;(5)體內(nèi)外模型的建立,***評價氧化石墨烯***的生物相容性,使其能更好地轉(zhuǎn)化到臨床。此外,以氧化石墨烯為載體的***在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用時,還需考慮到對人體和環(huán)境的不利影響,是否可能導(dǎo)致潛在的人體暴露和環(huán)境污染問題,這些有待于進一步研究。氧化石墨烯是有著非凡價值的新材料,將會在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。新型氧化石墨資料同時具有良好的生物相容性,超薄的GO納米片很容易組裝成紙片或直接在基材上進行加工。
石墨烯是一種在光子和光電子領(lǐng)域十分有吸引力的材料,與別的材料相比有很多優(yōu)點[1]。作為一種零帶隙材料,石墨烯的光響應(yīng)譜覆蓋了從紫外到THz范圍;同時,石墨烯在室溫下就有著驚人的電子輸運速度,這使得光子或者等離子體轉(zhuǎn)換為電流或電壓的速度極快;石墨烯的低耗散率以及可以把電磁場能量限定在一定區(qū)域內(nèi)的性質(zhì),帶來了很強的光與石墨烯相互作用。雖然還原氧化石墨烯(RGO)缺少本征石墨烯中觀測到的電子輸運效應(yīng)以及其它一些凝聚態(tài)物質(zhì)效應(yīng),但其易于規(guī)?;苽?、性質(zhì)可調(diào)等優(yōu)異特性,使其在傳感檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。
氧化石墨烯(GO)表面有羥基、羧基、環(huán)氧基、羰基等親水性的活性基團,且片層間距較大,使得氧化石墨烯具有超大比表面積和***的離子交換能力。GO的結(jié)構(gòu)與水通蛋白相類似,而蛋白質(zhì)本身具有優(yōu)異的離子識別功能,由此可推斷氧化石墨烯在分離、過濾及仿生離子傳輸?shù)阮I(lǐng)域可能具有潛在的應(yīng)用價值1-3。GO經(jīng)過超聲可以穩(wěn)定地分散在水中,再通過傳統(tǒng)成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽濾等處理后,GO微片可呈現(xiàn)肉眼可見的層狀薄膜堆疊,在薄膜的層與層之間形成具有選擇性的二維納米通道。除此之外,GO由于片層間存在較強的氫鍵,力學(xué)性能優(yōu)異,易脫離基底而**存在?;贕O薄膜制備方法簡單、成本低、高通透性和高選擇性等優(yōu)點,其在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。氧化石墨烯(GO)的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別。
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)合膜的通量達到113L/(m2.h.MPa),對于鹽離子截留率提高,對于Na2SO4截留率可達到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。氧化石墨是一種碳、氧數(shù)量之比介于2.1到2.9之間黃色固體,并仍然保留石墨的層狀結(jié)構(gòu),但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。新型氧化石墨資料
氧化石墨仍然保留石墨母體的片狀結(jié)構(gòu),但是兩層間的間距(約0.7nm)大約是石墨中層間距的兩倍。新型氧化石墨資料
盡管氧化石墨烯自身可以發(fā)射熒光,但有趣的是它也可以淬滅熒光。這兩種看似相互矛盾的性質(zhì)集于一身,正是由于氧化石墨烯化學(xué)成分的多樣性、原子和電子層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成的。眾所周知,石墨形態(tài)的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光,同樣的,在GO和RGO中存在的SP2區(qū)域可以淬滅臨近一些物質(zhì)的的熒光,如染料分子、共軛聚合物、量子點等,而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進一步的提升。有很多文章定量分析了GO和RGO的熒光淬滅效率,研究表明,熒光淬滅特性來自于GO、RGO與輻射發(fā)生體之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移或者非輻射偶極-偶極耦合。新型氧化石墨資料