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,通過對GO進(jìn)行80℃熱處理17天后,再利用200W的超聲對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)氧化石墨技術(shù)
GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭議。一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過尺寸篩分以及帶電的目標(biāo)分離物與納米孔之間的靜電排斥機(jī)理實(shí)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(gòu)成:1)氧化石墨烯分離膜中不規(guī)則褶皺結(jié)構(gòu)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(gòu)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(rèn)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。附近哪里有氧化石墨導(dǎo)電關(guān)于GO與水泥基復(fù)合材料的作用機(jī)制,研究者也有不同的觀點(diǎn),目前仍沒有定論。
氧化石墨烯(GO)的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)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(gè)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(dòng),吸收系數(shù)逐漸下降。對紫外光的吸收(200-320nm)會(huì)表現(xiàn)出明顯的π-π*和n-π*躍遷,而且其強(qiáng)度會(huì)隨著含氧基團(tuán)的出現(xiàn)而增加[11]。氧化石墨烯(GO)的光響應(yīng)對其含氧基團(tuán)的數(shù)量十分敏感[12]。隨著含氧基團(tuán)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(dá)到2.3%這一石墨烯吸收率的上限。
工業(yè)化和城市化導(dǎo)致天然地表水體中的有毒化學(xué)品排放,其中包括酚類、油污、***、農(nóng)藥和腐植酸等有機(jī)物,這些污染物在制藥,石化,染料,農(nóng)藥等行業(yè)的廢水中***檢測到。許多研究集中在從水溶液中有效去除這些有毒污染物,如光催化,吸附和電解54-57。在這些方法中,由于吸附技術(shù)低成本,高效率和易于操作,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他技術(shù)。與傳統(tǒng)的膜材料不同,GO作為碳質(zhì)材料與有機(jī)分子的相互作用機(jī)理差異很大。新的界面作用可在GO膜內(nèi)引入獨(dú)特的傳輸機(jī)制,導(dǎo)致更有效地從水中去除有機(jī)污染物。石墨烯和GO對有機(jī)物的吸附機(jī)理的研究表明,疏水作用、π-π鍵交互作用、氫鍵、共價(jià)鍵和靜電相互作用會(huì)影響石墨烯和GO對有機(jī)物的吸附能力。靜電作用的強(qiáng)弱與氧化石墨烯表面官能團(tuán)產(chǎn)生的負(fù)電荷相關(guān)。
GO/RGO在光纖傳感領(lǐng)域會(huì)有越來越多的應(yīng)用,其基本的原理是利用石墨烯及氧化石墨烯的淬滅特性、分子吸附特性以及對金屬納米結(jié)構(gòu)的惰性保護(hù)作用等,通過吸收光纖芯層穿透的倏逝波改變光纖折射率或者基于表面等離子體共振(SPR)效應(yīng)影響折射率。GO/RGO可以在光纖的側(cè)面、端面對光進(jìn)行吸收或者反射,而為了增加光與GO/RGO層的相互作用,采用了不同光纖幾何彎曲形狀,如直型、U型、錐型和雙錐型等。有鉑納米顆粒修飾比沒有鉑納米顆粒修飾的氧化石墨烯薄膜光纖傳感器靈敏度高三倍,為多種氣體的檢測提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。GO表面的各種官能團(tuán)使其可與生物分子直接相互作用,易于化學(xué)修飾。寧波進(jìn)口氧化石墨
氧化石墨烯(GO)是印刷電子、催化、儲(chǔ)能、分離膜、生物醫(yī)學(xué)和復(fù)合材料的理想材料。生產(chǎn)氧化石墨技術(shù)
GO作為新型的二維結(jié)構(gòu)的納米材料,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結(jié)構(gòu),特殊的結(jié)構(gòu)決定其優(yōu)異的***特性。GO的***活性主要有以下幾種機(jī)制:(1)機(jī)械破壞,包括物理穿刺或者切割;(2)氧化應(yīng)激引發(fā)的細(xì)菌/膜物質(zhì)破壞;(3)包覆導(dǎo)致的跨膜運(yùn)輸阻滯和(或)細(xì)菌生長阻遏;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細(xì)菌膜表面的殺菌機(jī)制中,主要是GO與起始分子反應(yīng)(MolecularInitiatingEvents,MIEs)[51]的作用(圖7.3),包括GO表面活性引發(fā)的磷脂過氧化,GO片層結(jié)構(gòu)對細(xì)菌膜的嵌入、包裹以及磷脂分子的提取,GO表面催化引發(fā)的活性自由基等。另外,GO的尺寸在上述不同的***機(jī)制中對***的影響也是不同的,機(jī)械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO,能表現(xiàn)出更好的***能力,而氧化應(yīng)激理論則認(rèn)為GO尺寸越小,其***效果越好。生產(chǎn)氧化石墨技術(shù)