GO作為新型的二維結構的納米材料,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結構,特殊的結構決定其優異的***特性。GO的***活性主要有以下幾種機制:(1)機械破壞,包括物理穿刺或者切割;(2)氧化應激引發的細菌/膜物質破壞;(3)包覆導致的跨膜運輸阻滯和(或)細菌生長阻遏;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細菌膜表面的殺菌機制中,主要是GO與起始分子反應(MolecularInitiatingEvents,MIEs)[51]的作用(圖7.3),包括GO表面活性引發的磷脂過氧化,GO片層結構對細菌膜的嵌入、包裹以及磷脂分子的提取,GO表面催化引發的活性自由基等。另外,GO的尺寸在上述不同的***機制中對***的影響也是不同的,機械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO,能表現出更好的***能力,而氧化應激理論則認為GO尺寸越小,其***效果越好。當超過某上限后氧化石墨烯量子點的性質相當接近氧化石墨烯。雞西多層氧化石墨
氧化石墨烯因獨特的結構和性質受到了人們的***關注,其生物相容性的研究已經積累了一定的研究基礎,但氧化石墨烯在實際應用中仍然面臨很多困難和挑戰。首先,氧化石墨烯制備方法的多樣性和生物系統的復雜性,會***影響其在體內外的生物相容性,導致研究結果的不一致,因此氧化石墨烯的生物相容性問題不能簡單歸納得出結論,需要綜合多方面的因素進行深入研究。其次,氧化石墨烯的***活性又取決于時間和本身的濃度,其***機理需要進一步的研究。***,氧化石墨烯對機體的長期毒性以及氧化石墨烯進入細胞的機制、與細胞之間相互作用的機理、細胞/體內代謝途徑等尚不清晰。這些問題關乎氧化石墨烯在生物醫學領域應用中的安全問題和環境風險評價,需要研究者們不斷地研究和探索。附近氧化石墨膜在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業化生產過程中,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團。
使得*在單層中排列的水蒸氣可以滲透通過納米通道。通過在GO納米片之間夾入適當尺寸的間隔物來調節GO間距,可以制造廣譜的GO膜,每個膜能夠精確地分離特定尺寸范圍內的目標離子和分子。水合作用力使得溶液中氧化石墨烯片層間隙的距離增大到1.3nm,真正有效、可自由通過的孔道尺寸為0.9nm,計算出水合半徑小于0.45nm的物質可以通過氧化石墨烯膜片,而水合半徑大于0.45nm的物質被截留,如圖8.4所示。例如,脫鹽要求GO的層間距小于0.7nm,以從水中篩分水合Na+(水合半徑為0.36nm)。通過部分還原GO以減小水合官能團的尺寸或通過將堆疊的GO納米片與小尺寸分子共價鍵合以克服水合力,可以獲得這種小間距。與此相反,如果要擴大GO的層間距至1~2nm,可在GO納米片之間插入剛性較大的化學基團或聚合物鏈(例如聚電解質),從而使GO膜成為水凈化、廢水回收、制藥和燃料分離等應用的理想選擇。如果使用更大尺寸的納米顆粒或納米纖維作為插層物,可以制備出間距超過2nm的GO膜,以用于生物醫學應用(例如人工腎和透析),這些應用需要大面積預分離生物分子和小廢物分子。
當前社會的快速發展造成了嚴重的重金屬離子污染,重金屬離子毒性大、分布廣、難降解,一旦進入生態環境,嚴重威脅人類的生命健康。目前,含重金屬離子廢水的處理方法主要有化學沉淀法、膜分離法、離子交換法、吸附法等等。而使用納米材料吸附重金屬離子成為當前科研人員的研究熱點。相對活性炭、碳納米管等碳基吸附材料,氧化石墨烯的比表面積更大,表面官能團(如羧基、環氧基、羥基等)更為豐富,具有很好的親水性,可以與金屬離子作用富集分離水相中的金屬離子;同時,氧化石墨烯片層可交聯極性小分子或聚合物制備出氧化石墨烯納米復合材料,吸附特性更加優異。調控反應過程中氧化條件,減少面內大面積反應,減少缺陷,提升還原效率。
近年來研究者發現石墨烯由于它獨特的零帶隙結構,對所有波段的光都無選擇性的吸收,且具有超快的恢復時間和較高的損傷閾值。因此利用石墨烯獨特的非線性可飽和吸收特性將其制作成可飽和吸收體應用于調Q摻鉺光纖激光器、被動鎖模光纖激光器已經成為超快脈沖激光器研究領域的熱點。2009年,Bao等[82]人使用單層石墨烯作為鎖模光纖激光器的可飽和吸收體首先實現了通信波段的超短孤子脈沖輸出,脈沖寬度達到了756fs。他們證實了由于泡利阻塞原理,零帶隙材料石墨烯在強激光激發下可以容易的實現可飽和吸收,而且這種可飽和吸收是與頻率不相關的,即石墨烯作為可飽和吸收體可實現對所有波長的光都有可飽和吸收作用。氧化石墨烯可以有效去除溶液中的金屬離子。哪里有氧化石墨納米材料
GO制備簡單、自身具有受還原程度調控的帶隙,可以實現超寬譜(從可見至太赫茲波段)探測。雞西多層氧化石墨
氧化石墨烯(GO)與石墨烯的另一個區別是在吸收紫外/可見光后會發出熒光。通常可以在可見光波段觀測到兩個峰值,一個在藍光段(400-500nm),另一個在紅光段(600-700nm)。關于氧化石墨烯發射熒光的機理,學界仍有爭論。此外,氧化石墨烯的熒光發射會隨著還原的進行逐漸變化,在輕度化學還原過程中觀察到GO光致發光光譜發生紅移,這一發現與其他人觀察到的發生藍移的現象相矛盾。這從另一個方面說明了氧化石墨烯結構的復雜性和性質的多樣性。雞西多層氧化石墨