由于較低的毒性和良好的生物相容性,石墨烯材料在細(xì)胞成像方面**了一股研究熱潮。石墨烯及其衍生物本身具有特殊的平面結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),或者經(jīng)過(guò)熒光染料分子標(biāo)記之后,可用于體外細(xì)胞與***光學(xué)成像[63-66],使其在**顯像和***方面具有很大的應(yīng)用前景。Dai課題組[67]***利用納米尺寸的聚乙二醇功能化氧化石墨烯(GO-PEG)的近紅外發(fā)光性質(zhì)用于細(xì)胞成像。他們將抗體利妥昔單抗(anti-CD20)與納米GO-PEG共價(jià)結(jié)合形成納米GO-PEG-anti-CD20,然后將納米GO-PEG和納米GO-PEG-anti-CD20與B細(xì)胞或T細(xì)胞在培養(yǎng)液中4℃培養(yǎng)1h,培養(yǎng)液中納米GO-PEG的濃度大約為0.7mg/ml,結(jié)果發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞淋巴瘤具有強(qiáng)熒光,而T淋巴母細(xì)胞的熒光強(qiáng)度則很弱。另外,通過(guò)對(duì)GO進(jìn)行80℃熱處理17天后,再利用200W的超聲對(duì)GO溶液處理2h,得到的GO在紫外光(266–340nm)的照射下顯示出藍(lán)色熒光。GO成為制作傳感器極好的基本材料。生產(chǎn)氧化石墨價(jià)格
配體交換作用即:氧化石墨烯上原有的配位體被溶液中的金屬離子所取代,并以配位鍵的形式生成不溶于水的配合物,**終通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾即可從溶液中去除。Tang等47對(duì)Fe與GO(質(zhì)量比為1:7.5)復(fù)合及Fe與Mn(摩爾比為3∶1)復(fù)合的氧化石墨烯/鐵-錳復(fù)合材料(GO/Fe-Mn)進(jìn)行了吸附研究,通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)表明,氧化石墨烯對(duì)Hg2+的吸附機(jī)理主要是配體交換作用,其比較大吸附量達(dá)到32.9mg/g。Hg2+可在水環(huán)境中形成Hg(OH)2,與鐵錳氧化物中的活性點(diǎn)位(如-OH)發(fā)生配體交換作用,從而將Hg(OH)2固定在氧化石墨烯/鐵-錳復(fù)合材料上,達(dá)到去除水環(huán)境中Hg2+的目的。氧化石墨烯經(jīng)一定功能化處理后可發(fā)揮更大的性能優(yōu)勢(shì),例如大比表面積、高敏感度和高選擇性等,這些特性對(duì)于氧化石墨烯作為吸附劑吸附水環(huán)境中的金屬離子有著重要的作用。常規(guī)氧化石墨膜氧化石墨中存在大量親水基團(tuán)(如羧基與羥基),在水溶液中容易分散。
氧化石墨烯因獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)受到了人們的***關(guān)注,其生物相容性的研究已經(jīng)積累了一定的研究基礎(chǔ),但氧化石墨烯在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨很多困難和挑戰(zhàn)。首先,氧化石墨烯制備方法的多樣性和生物系統(tǒng)的復(fù)雜性,會(huì)***影響其在體內(nèi)外的生物相容性,導(dǎo)致研究結(jié)果的不一致,因此氧化石墨烯的生物相容性問(wèn)題不能簡(jiǎn)單歸納得出結(jié)論,需要綜合多方面的因素進(jìn)行深入研究。其次,氧化石墨烯的***活性又取決于時(shí)間和本身的濃度,其***機(jī)理需要進(jìn)一步的研究。***,氧化石墨烯對(duì)機(jī)體的長(zhǎng)期毒性以及氧化石墨烯進(jìn)入細(xì)胞的機(jī)制、與細(xì)胞之間相互作用的機(jī)理、細(xì)胞/體內(nèi)代謝途徑等尚不清晰。這些問(wèn)題關(guān)乎氧化石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用中的安全問(wèn)題和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),需要研究者們不斷地研究和探索。
光學(xué)材料的某些非線性性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高性能集成光子器件的關(guān)鍵。光子芯片的許多重要功能,如全光開(kāi)關(guān),信號(hào)再生,超快通信都離不開(kāi)它。找尋一種具有超高三階非線性,并且易于加工各種功能性微納結(jié)構(gòu)的材料是眾多的光學(xué)科研工作者的夢(mèng)想,也是成功研制超高性能全光芯片的必由之路。超快泵浦探針光譜表明,重度功能化的具有較大SP3區(qū)域的GO材料在高激發(fā)強(qiáng)度下可以出現(xiàn)飽和吸收、雙光子吸收和多光子吸收[6][50][51][52],這種效應(yīng)歸因于在SP3結(jié)構(gòu)域的光子中存在較大的帶隙。相反,在具有較小帶隙的SP2域中的*出現(xiàn)單光子吸收。石墨烯在飛秒脈沖激發(fā)下具有飽和吸收[52],而氧化石墨烯在低能量下為飽和吸收,高能量下則具有反飽和吸收[51]。因此,通過(guò)控制GO氧化/還原的程度,實(shí)現(xiàn)SP2域到SP3域的比例調(diào)控,可以調(diào)整GO的非線性光學(xué)性質(zhì),這對(duì)于高次諧波的產(chǎn)生與應(yīng)用是非常重要的。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。
在光通信領(lǐng)域,徐等人開(kāi)發(fā)了飛秒氧化石墨烯鎖模摻鉺光纖激光器,與基于石墨烯的可飽和吸收體相比,具有性能有所提升,并且具有易于制造的優(yōu)點(diǎn)[95],這是GO/RGO在與光纖結(jié)合應(yīng)用**早的報(bào)道之一。在傳感領(lǐng)域,Sridevi等提出了一種基于腐蝕布拉格光柵光纖(FBG)外加GO涂層的高靈敏、高精度生化傳感器,該方法在檢測(cè)刀豆球蛋白A中進(jìn)行了試驗(yàn)[96]。為了探索光纖技術(shù)和GO特性結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),文獻(xiàn)[97]介紹了不同的GO涂層在光纖樣品上應(yīng)用的特點(diǎn),還分析了在傾斜布拉格光柵光纖FBG(TFBG)表面增加GO涂層對(duì)折射率(RI)變化的影響,論證了這種構(gòu)型對(duì)新傳感器的發(fā)展的適用性。圖9.14給出了歸一化的折射率變化數(shù)據(jù),顯示了這種構(gòu)型在多種傳感領(lǐng)域應(yīng)用的可能。調(diào)控反應(yīng)過(guò)程中氧化條件,減少面內(nèi)大面積反應(yīng),減少缺陷,提升還原效率。無(wú)污染氧化石墨資料
氧化石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于合成它的方法。生產(chǎn)氧化石墨價(jià)格
氧化石墨烯/還原氧化石墨烯在光電傳感領(lǐng)域的應(yīng)用,其基本依據(jù)是本章前面部分所涉及到的各種光學(xué)性質(zhì)。氧化石墨烯因含氧官能團(tuán)的存在具備了豐富的光學(xué)特性,在還原為還原氧化石墨烯的過(guò)程中,不同的還原程度又具備了不同的性質(zhì),從結(jié)構(gòu)方面而言,是其SP2碳域與SP3碳域相互分割、相互影響、相互轉(zhuǎn)化帶來(lái)了如此豐富的特性。也正是這些官能團(tuán)的存在,使得氧化石墨烯可以方便的采用各種基于溶液的方法適應(yīng)多種場(chǎng)合的需要,克服了CVD和機(jī)械剝離石墨烯在轉(zhuǎn)移和大面積應(yīng)用時(shí)存在的缺點(diǎn),也正是這些官能團(tuán)的存在,使其便于實(shí)現(xiàn)功能化修飾,為其在不同場(chǎng)景的應(yīng)用提供了一個(gè)廣闊的平臺(tái)。生產(chǎn)氧化石墨價(jià)格