使得*在單層中排列的水蒸氣可以滲透通過(guò)納米通道,。通過(guò)在GO納米片之間夾入適當(dāng)尺寸的間隔物來(lái)調(diào)節(jié)GO間距,可以制造廣譜的GO膜,,每個(gè)膜能夠精確地分離特定尺寸范圍內(nèi)的目標(biāo)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1.3 nm,真正有效,、可自由通過(guò)的孔道尺寸為0.9 nm,,計(jì)算出水合半徑小于0.45 nm的物質(zhì)可以通過(guò)氧化石墨烯膜片,而水合半徑大于0.45 nm的物質(zhì)被截留,,如圖8.4所示,。例如,脫鹽要求GO的層間距小于0.7 nm,,以從水中篩分水合Na +(水合半徑為0.36nm),。 通過(guò)部分還原GO以減小水合官能團(tuán)的尺寸或通過(guò)將堆疊的GO納米片與小尺寸分子共價(jià)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(kuò)大GO的層間距至1~2 nm,,可在GO納米片之間插入剛性較大的化學(xué)基團(tuán)或聚合物鏈(例如聚電解質(zhì)),從而使GO膜成為水凈化,、廢水回收,、制藥和燃料分離等應(yīng)用的理想選擇。 如果使用更大尺寸的納米顆?;蚣{米纖維作為插層物,,可以制備出間距超過(guò)2nm的GO膜,以用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(例如人工腎和透析),,這些應(yīng)用需要大面積預(yù)分離生物分子和小廢物分子,。石墨、碳纖維,、碳納米管和GO可以作為熒光受體,。浙江生產(chǎn)氧化石墨
利用化學(xué)交聯(lián)和物理手段調(diào)控氧化石墨烯基膜片上的褶皺和片層間的距離是制備石墨烯基納濾膜的主要手段。由于氧化石墨烯片層間隙距離小,,Jin等24利用真空過(guò)濾法在石墨烯片層間加入單壁碳納米管(SWCNT),,氧化石墨烯片層間的距離明顯增加,水通量可達(dá)到6600-7200L/(m2.h.MPa),,大約是傳統(tǒng)納濾膜水通量的100倍,,對(duì)于染料的截留率達(dá)到97.4%-98.7%。Joshi等25研究了真空抽濾GO分散液制備微米級(jí)厚度層狀GO薄膜的滲透作用,。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)表明,,GO膜在干燥狀態(tài)下是真空壓實(shí)的,但作為分子篩浸入水中后,,能夠阻擋所有水合半徑大于0.45 nm的離子,,半徑小于0.45 nm的離子滲透速率比自由擴(kuò)散高出數(shù)千倍,且這種行為是由納米毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)引起的,。異??焖贊B透歸因于毛細(xì)管樣高壓作用于石墨烯毛細(xì)管內(nèi)部的離子。GO薄膜的這一特性在膜分離領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值,。浙江生產(chǎn)氧化石墨氧化石墨烯(GO)的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別,。
GO作為一種新型的藥物載體材料,以其良好的生物相容性,、較高的載藥率,、靶向給藥等方面得到廣泛的關(guān)注。GO作為遞送藥物的載體,,它不僅可以負(fù)載小分子藥物,,也可以與抗體、DNA,、蛋白質(zhì)等大分子結(jié)合,,如圖7.2所示,。普通的有機(jī)藥物很多都含有π結(jié)構(gòu),而這些藥物的水溶性都非常差,,而GO具有較好的親水性,,因此可以借助分散性較好的GO基材料來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,即將上述藥物負(fù)載到GO基材料上,,形成GO-藥物混合物材料,。這對(duì)改善難溶***物的水溶性,降低藥物不良反應(yīng)以及提高藥物穩(wěn)定性和生物利用度等方面有非常重要的研究意義,。
GO在生理學(xué)環(huán)境下容易發(fā)生聚**影響其負(fù)載藥物的能力,,因此需要對(duì)GO進(jìn)行功能化修飾來(lái)解決其容易團(tuán)聚的問(wèn)題。目前功能化修飾主要有以下幾種:(1)共價(jià)鍵修飾,,由于GO表面豐富的含氧官能團(tuán)(羥基,、羧基、環(huán)氧基),,可與多種親水性大分子通過(guò)酯鍵,、酰胺鍵等共價(jià)鍵連接完成功能化,改善其穩(wěn)定性,、生物相容性等,。常見(jiàn)的大分子有聚乙二醇(PEG)、聚賴氨酸,、聚丙烯(PAA)和聚醚酰亞胺(PEI)等;(2)非共價(jià)鍵修飾[22-24],,GO片層內(nèi)碳原子共同形成一個(gè)大的π 鍵,,能夠通過(guò)非共價(jià)π-π作用與芳香類(lèi)化合物相互結(jié)合,不同種類(lèi)的生物分子也可以通過(guò)氫鍵作用,、范德華力和疏水作用等非共價(jià)作用力與GO結(jié)構(gòu)中的SP2雜化部分結(jié)合完成功能化修飾,。與石墨烯量子點(diǎn)類(lèi)似,氧化石墨烯量子點(diǎn)也具備一些特殊的性質(zhì),。
目前醫(yī)學(xué)界面臨的一個(gè)棘手的難題是對(duì)大面積骨組織缺損的修復(fù),。其中,干細(xì)胞***可能是一種很有前途的解決方案,,但是在干細(xì)胞的移植過(guò)程中,,需要可促進(jìn)和增強(qiáng)細(xì)胞成活、附著,、遷移和分化并有著良好生物相容性的支架材料,。研究已表明氧化石墨烯(GO)具有良好的生物相容性及較低的細(xì)胞毒性,可促進(jìn)成纖維細(xì)胞,、成骨細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,,MSC)的增殖和分化[82],,同時(shí)GO還可以促進(jìn)多種干細(xì)胞的附著和生長(zhǎng),增強(qiáng)其成骨分化的能力[83-84],。因此受到骨組織再生領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域研究人員的關(guān)注,,成為組織工程研究中一種很有潛力的支架材料。GO不僅可以單獨(dú)作為干細(xì)胞的載體材料,,還可以加入到現(xiàn)有的支架材料中,,GO不僅可以加強(qiáng)支架材料的生物活性,同時(shí)還可以改善支架材料的空隙結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能,,包括抗壓強(qiáng)度和抗曲強(qiáng)度,。GO表面積及粗糙度較大,適合MSC的附著和增殖,,從而可促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化,,而這種作用程度與支架中加入GO的比例成正比。氧化石墨能夠應(yīng)用在交通運(yùn)輸,、建筑材料,、能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域。關(guān)于氧化石墨產(chǎn)品介紹
氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm,。浙江生產(chǎn)氧化石墨
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(lèi)、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(cè)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(duì)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(duì)有機(jī)物的吸附能力,。浙江生產(chǎn)氧化石墨