氧化石墨烯（GO）是一種兩親性材料，在生理?xiàng)l件中一般帶有負(fù)電荷，通過對(duì)GO的修飾可以改變電荷的大小,，甚至使其帶上正電荷,，如利用聚合物或樹枝狀大分子等聚陽離子試劑。在細(xì)胞中,，GO可能會(huì)與疏水性的、帶正電荷或帶負(fù)電荷的物質(zhì)進(jìn)行相互作用，如細(xì)胞膜,、蛋白質(zhì)和核酸等，因此會(huì)誘導(dǎo)GO產(chǎn)生毒性,。因此在本節(jié)中,，我們主要探討GO在細(xì)胞（即體外）和體內(nèi)試驗(yàn)中產(chǎn)生已知的毒性效應(yīng)，以及產(chǎn)生毒性的可能原因,。石墨烯材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要由三個(gè)參數(shù)決定：(a)層數(shù),、(b)橫向尺寸和(c)化學(xué)組成即碳氧比例）。石墨烯微片的缺陷有時(shí)使其無法滿足某些復(fù)合材料在抗靜電或?qū)щ?、隔熱或?qū)岬确矫娴奶厥庖?。氧化石墨技術(shù)

氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能團(tuán)含有孤對(duì)電子，可作為配位體與具有空的價(jià)電子軌道的金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),，生成不溶于水的絡(luò)合物,，從而有效去除溶液中的金屬離子。Madadrang等45制得乙二胺四乙酸/氧化石墨烯復(fù)合材料（EDTA-GO）,，通過研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)金屬離子的吸附機(jī)制主要為絡(luò)合反應(yīng),，即氧化石墨烯的表面官能團(tuán)與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物，具體過程如圖8.7所示,，由于形成的絡(luò)合物不溶于水,，可通過沉淀等作用分離去除水中的金屬離子。制造氧化石墨生產(chǎn)企業(yè)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。

由于GO表面具有較高的親和力，蛋白質(zhì)可以吸附在GO表面,，因此在生物液體中可以通過蛋白質(zhì)來調(diào)節(jié)GO與細(xì)胞膜的相互作用,。如，血液中存在著大量的血清蛋白,，可能會(huì)潛在的影響GO的毒性,。Ge與其合作者[16]利用電子顯微鏡技術(shù)就觀察到牛血清蛋白可以降低GO對(duì)細(xì)胞膜的滲透性，抑制了GO對(duì)細(xì)胞膜的破壞,，同時(shí)降低了GO的細(xì)胞毒性,。基于分子動(dòng)力學(xué)研究分析,，他們推斷可能是由于GO-蛋白質(zhì)之間的作用削弱了GO-磷脂之間的相互作用,。與此同時(shí)，GO對(duì)人血清蛋白的影響也被其他科研工作者所發(fā)現(xiàn),，特別是他們觀察到了GO可以抑制人血清蛋白與膽紅素之間的作用,。因此，GO與血清蛋白之間是相互影響的,。

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)行功能化修飾來解決其容易團(tuán)聚的問題。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,，能夠通過非共價(jià)π-π作用與芳香類化合物相互結(jié)合,，不同種類的生物分子也可以通過氫鍵作用、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,。在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中,，得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。

GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭(zhēng)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(duì)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,。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),。氧化石墨技術(shù)

石墨烯以優(yōu)異的聲、光,、熱、電,、力等性質(zhì)成為各新型材料領(lǐng)域追求的目標(biāo),。氧化石墨技術(shù)

RGO制備簡(jiǎn)單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙,，可以實(shí)現(xiàn)超寬譜（從可見至太赫茲波段）探測(cè),。氧化石墨烯的還原程度對(duì)探測(cè)性能有***影響，隨著氧化石墨烯還原程度的提高,，探測(cè)器的響應(yīng)率可以提高若干倍以上,。因此，在CVD石墨烯方案的基礎(chǔ)上,，研究者開始嘗試使用還原氧化石墨烯制備類似結(jié)構(gòu)的光電探測(cè)器,。對(duì)于RGO-Si器件，帶間光子躍遷以及界面處的表面電荷積累,，是影響光響應(yīng)的重要因素[72],。2014年，Cao等[73]將氧化石墨烯分散液滴涂在硅線陣列上,，而后通過熱處理對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行熱還原,，制得了硅納米線陣列(SiNW)-RGO異質(zhì)結(jié)的室溫超寬譜光探測(cè)器。該探測(cè)器在室溫下,，***實(shí)現(xiàn)了從可見光(532nm)到太赫茲波(2.52THz,，118.8mm)的超寬譜光探測(cè)。在所有波段中,，探測(cè)器對(duì)10.6mm的長(zhǎng)波紅外具有比較高的光響應(yīng)率可達(dá)9mA/W,。氧化石墨技術(shù)