氧化石墨烯同時具有熒光發(fā)射和熒光淬滅特性,，廣義而言，其自身已經(jīng)可以作為一種傳感材料,，在生物,、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用充分說明了這一點(diǎn)。經(jīng)過功能化的氧化石墨烯/還原氧化石墨烯在更加***的領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用,，特別在光探測,、光學(xué)成像、新型光源,、非線性器件等光電傳感相關(guān)領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用,。光電探測器是石墨烯問世后**早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。2009年,Xia等利用機(jī)械剝離的石墨烯制備出了***個石墨烯光電探測器（MGPD）[2],，如圖9.6,，以1-3層石墨烯作為有源層，Ti/Pd/Au作源漏電極,，Si作為背柵極并在其上沉淀300nm厚的SiO2,，在電極和石墨烯的接觸面上因?yàn)楣瘮?shù)的不同，能帶會發(fā)生彎曲并產(chǎn)生內(nèi)建電場,。減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞,，從而提升還原石墨烯的本征導(dǎo)電性。合成氧化石墨漿料

盡管氧化石墨烯自身可以發(fā)射熒光,，但有趣的是它也可以淬滅熒光,。這兩種看似相互矛盾的性質(zhì)集于一身，正是由于氧化石墨烯化學(xué)成分的多樣性,、原子和電子層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成的,。眾所周知，石墨形態(tài)的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光,，同樣的,，在GO和RGO中存在的SP2區(qū)域可以淬滅臨近一些物質(zhì)的的熒光，如染料分子,、共軛聚合物,、量子點(diǎn)等，而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進(jìn)一步的提升,。有很多文章定量分析了GO和RGO的熒光淬滅效率,，研究表明，熒光淬滅特性來自于GO,、RGO與輻射發(fā)生體之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移或者非輻射偶極-偶極耦合。合成氧化石墨漿料氧化石墨是一種碳、氧數(shù)量之比介于2.1到2.9之間黃色固體,，并仍然保留石墨的層狀結(jié)構(gòu),，但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。

（1）將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移的受體,，構(gòu)建熒光共振能量轉(zhuǎn)移型氧化石墨烯生物傳感器,，用于檢測各種生物分子。（2）可以將一些抗體鍵合在GO表面,，構(gòu)建成抗體型氧化石墨烯傳感器,，通常是將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移或化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移的受體，以此來檢測抗原物質(zhì),；或者利用GO比表面積較大能結(jié)合更多抗體的特點(diǎn),，將檢測信號進(jìn)行進(jìn)一步放大。（3）構(gòu)建多肽型氧化石墨烯傳感器,。因?yàn)镚O是一種邊緣含有親水基團(tuán)（-COOH,，-OH及其他含氧基團(tuán)）而基底具有高疏水性的兩性物質(zhì)，當(dāng)多肽與GO孵育時,，多肽的芳環(huán)和其他疏水性殘基與GO的疏水性基底堆積,，同時二者部分殘基之間也會存在靜電作用，這樣多肽組裝在GO上形成了多肽型氧化石墨烯傳感器,。當(dāng)多肽被熒光基團(tuán)標(biāo)記時,，二者之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移后，GO使熒光發(fā)生猝滅,。

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，**終通過簡單的過濾即可從溶液中去除,。Tang等47對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,，通過一系列的實(shí)驗(yàn)表明，氧化石墨烯對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,，例如大比表面積,、高敏感度和高選擇性等，這些特性對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,。石墨,、碳纖維、碳納米管和GO可以作為熒光受體。

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,，如全光開關(guān)，信號再生,，超快通信都離不開它,。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)，這對于高次諧波的產(chǎn)生與應(yīng)用是非常重要的,。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),，降低氧化程度，降低難分解的芳香族官能團(tuán),。浙江新型氧化石墨

石墨烯具有很好的電學(xué)性質(zhì),，但氧化石墨本身卻是絕緣體(或是半導(dǎo)體)。合成氧化石墨漿料

使得*在單層中排列的水蒸氣可以滲透通過納米通道,。通過在GO納米片之間夾入適當(dāng)尺寸的間隔物來調(diào)節(jié)GO間距,，可以制造廣譜的GO膜，每個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1.3nm,，真正有效、可自由通過的孔道尺寸為0.9nm,，計(jì)算出水合半徑小于0.45nm的物質(zhì)可以通過氧化石墨烯膜片,，而水合半徑大于0.45nm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0.7nm,，以從水中篩分水合Na+（水合半徑為0.36nm）。通過部分還原GO以減小水合官能團(tuán)的尺寸或通過將堆疊的GO納米片與小尺寸分子共價鍵合以克服水合力,，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1~2nm,，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,。合成氧化石墨漿料