無污染氧化石墨技術

氧化石墨烯（GO）的光學性質(zhì)與石墨烯有著很大差別。石墨烯是零帶隙半導體，在可見光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)近乎常數(shù)（～2.3%）；相比之下，氧化石墨烯的光吸收系數(shù)要小一個數(shù)量級（～0.3%）[9][10]。而且，氧化石墨烯的光吸收系數(shù)是波長的函數(shù)，其吸收曲線峰值在可見光與紫外光交界附近，隨著波長向近紅外一端移動，吸收系數(shù)逐漸下降。對紫外光的吸收（200-320nm）會表現(xiàn)出明顯的π-π*和n-π*躍遷，而且其強度會隨著含氧基團的出現(xiàn)而增加[11]。氧化石墨烯（GO）的光響應對其含氧基團的數(shù)量十分敏感[12]。隨著含氧基團的去除，氧化石墨烯（GO）在可見光波段的的光吸收率迅速上升，**終達到2.3%這一石墨烯吸收率的上限。氧化石墨是由牛津大學的化學家本杰明·C·布羅迪在1859年用氯酸鉀和濃硝酸混合溶液處理石墨的方法制得。無污染氧化石墨技術

GO的載藥作用也可促進間充質(zhì)干細胞的成骨分化。如用攜帶正電荷NH3+的GO（GO-NH3+）和攜帶負電荷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可以同時攜帶BMP-2和SP到達局部并緩慢釋放，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的這種雙重攜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的磷酸鈣陶瓷類材料。在HA中加入GO，可以增強其在鈦板表面的附著強度；以HA為基底，表面覆蓋GO的復合物（GO/HA）表現(xiàn)出比純HA更高的抗腐蝕性能，細胞活性也更強。關于氧化石墨研發(fā)隨著含氧基團的去除，氧化石墨烯（GO）在可見光波段的的光吸收率迅速上升。

與石墨烯量子點類似，氧化石墨烯量子點也具備一些特殊的性質(zhì)。當GO片徑達到若干納米量級的時候?qū)霈F(xiàn)明顯的限域效應，其光學性質(zhì)會隨著片徑尺寸大小發(fā)生變化[48]，當超過某上限后氧化石墨烯量子點的性質(zhì)相當接近氧化石墨烯，這就提供了一種通過控制片徑尺寸分布改變氧化石墨烯量子點光響應的手段。與GO類似，這種pH依賴來源于自由型zigzag邊緣的質(zhì)子化或者去質(zhì)子化。同樣，這也可以解釋以GO為前驅(qū)體通過超聲-水熱法得到的石墨烯量子點的光發(fā)射性能，在藍光區(qū)域其光發(fā)射性能取決于zigzag邊緣狀態(tài)，而綠色的熒光發(fā)射則來自于能級陷阱的無序狀態(tài)。通過控制氧化石墨烯量子點的氧化程度，可以控制其發(fā)光的波長。這一類量子點的光學性質(zhì)類似于GO，這說明只要片徑小于量子點，都會產(chǎn)生同樣的光學效應，也就是在結(jié)構上存在一個限域島狀SP2雜化的碳或者含氧基團在功能化過程中引入的缺陷狀態(tài)。

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)和應用時，還需考慮到對人體和環(huán)境的不利影響，是否可能導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)學領域發(fā)揮舉足輕重的作用。將氧化石墨暴露在強脈沖光線下，例如氙氣燈也能得到石墨烯。

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域可能具有潛在的應用價值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，力學性能優(yōu)異，易脫離基底而**存在。基于GO薄膜制備方法簡單、成本低、高通透性和高選擇性等優(yōu)點，其在水凈化領域具有廣闊的應用空間。碳基填料可以提高聚合物的熱導率，但無法像提高導電性那么明顯，甚至低于有效介質(zhì)理論。合成氧化石墨技術

氧化石墨烯（GO）的厚度只有幾納米，具有兩親性。無污染氧化石墨技術

GO膜在水處理中的分離機理尚存在諸多爭議。一種觀點認為通過尺寸篩分以及帶電的目標分離物與納米孔之間的靜電排斥機理實現(xiàn)分離，如圖8.3所示。氧化石墨烯膜的分離通道主要由兩部分構成：1）氧化石墨烯分離膜中不規(guī)則褶皺結(jié)構形成的半圓柱孔道；2）氧化石墨烯分離膜片層之間的空隙。除此之外，由氧化石墨烯結(jié)構缺陷引起的納米孔道對于水分子的傳輸提供了額外的通道19-22。Mi等23研究認為干態(tài)下通過真空過濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3nm。無污染氧化石墨技術