氧化石墨烯(GO)的比表面積很大,,而厚度只有幾納米,,具有兩親性,表面的各種官能團使其可與生物分子直接相互作用,,易于化學修飾,,同時具有良好的生物相容性,超薄的GO納米片很容易組裝成紙片或直接在基材上進行加工,。另外,,GO具有獨特的電子結構性能,可以通過熒光能量共振轉移和非輻射偶極-偶極相互作用能有效猝滅熒光體(染料分子,、量子點及上轉換納米材料)的熒光,。這些特點都使GO成為制作傳感器極好的基本材料[74-76]。Arben的研究中發(fā)現(xiàn),將CdSe/ZnS量子點作為熒光供體,,石墨,、碳纖維、碳納米管和GO作為熒光受體,,以上幾種碳材料對CdSe/ZnS量子點的熒光淬滅效率分別為66±17%、74±7%,、71±1%和97±1%,,因此與其他碳材料相比,GO具有更好的熒光猝滅效果[77],。氧化石墨的親水性好,,易于分散到水泥基復合材料中。單層氧化石墨性能
在GO還原成RGO的過程中,,材料的導電性,、禁帶特性和折射率都會發(fā)生連續(xù)變化,形成獨特而優(yōu)異的可調諧型新材料,。2014年,,澳大利亞微光子學中心賈寶華教授領導的科研小組***發(fā)現(xiàn)在用激光直寫氧化石墨烯薄膜形成微納米結構的過程中,材料的非線性可以實現(xiàn)激光功率可控的動態(tài)調諧,。與傳統(tǒng)的非線性材料相比,,氧化石墨烯的三階非線性高出了整整1000倍,隨著氧化石墨烯中的氧成分逐漸減少,,而非線性也呈現(xiàn)出被動態(tài)調諧的豐富變化,。不但材料的非線性系數(shù)的大小產(chǎn)生改變,其非線性吸收和折射率也發(fā)生變化,,并且,,這種豐富的非線性特性完全可以實現(xiàn)動態(tài)操控。寧波多層氧化石墨石墨烯在可見光范圍內的光吸收系數(shù)近乎常數(shù),。
GO作為新型的二維結構的納米材料,,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結構,特殊的結構決定其優(yōu)異的***特性,。GO的***活性主要有以下幾種機制:(1)機械破壞,,包括物理穿刺或者切割;(2)氧化應激引發(fā)的細菌/膜物質破壞,;(3)包覆導致的跨膜運輸阻滯和(或)細菌生長阻遏,;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細菌膜表面的殺菌機制中,,主要是GO與起始分子反應(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片層結構對細菌膜的嵌入,、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***機制中對***的影響也是不同的,,機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,,而氧化應激理論則認為GO尺寸越小,,其***效果越好。
RGO制備簡單,、自身具有受還原程度調控的帶隙,,可以實現(xiàn)超寬譜(從可見至太赫茲波段)探測。氧化石墨烯的還原程度對探測性能有***影響,,隨著氧化石墨烯還原程度的提高,,探測器的響應率可以提高若干倍以上。因此,,在CVD石墨烯方案的基礎上,,研究者開始嘗試使用還原氧化石墨烯制備類似結構的光電探測器。對于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,,而后通過熱處理對氧化石墨烯進行熱還原,制得了硅納米線陣列(SiNW)-RGO異質結的室溫超寬譜光探測器,。該探測器在室溫下,,***實現(xiàn)了從可見光(532nm)到太赫茲波(2.52THz,118.8mm)的超寬譜光探測,。在所有波段中,,探測器對10.6mm的長波紅外具有比較高的光響應率可達9mA/W。氧化石墨烯(GO)的光學性質與石墨烯有著很大差別,。
氧化石墨烯基納濾膜水通量遠遠大于傳統(tǒng)的納濾膜,,但是氧化石墨烯納濾膜對鹽離子的截留率還有待提高。Gao等26利用過濾法在氧化石墨烯片層中間混合加入多壁碳納米管(MWCNTs),,復合膜的通量達到113L/(m2.h.MPa),,對于鹽離子截留率提高,對于Na2SO4截留率可達到83.5%,。Sun等27提出了一種全新的,、精確可控的基于GO的復合滲透膜的設計思路,通過將單層二氧化鈦(TO)納米片嵌入具有溫和紫外(UV)光照還原的氧化石墨烯(GO)層壓材料中,所制備的RGO/TO雜化膜表現(xiàn)出優(yōu)異的水脫鹽性能,。石墨烯微片的缺陷有時使其無法滿足某些復合材料在抗靜電或導電,、隔熱或導熱等方面的特殊要求。改性氧化石墨膜
GO成為制作傳感器極好的基本材料,。單層氧化石墨性能
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集于一身,,正是由于氧化石墨烯化學成分的多樣性,、原子和電子層面的復雜結構造成的。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的的熒光,,如染料分子、共軛聚合物,、量子點等,,而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進一步的提升。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移或者非輻射偶極-偶極耦合,。單層氧化石墨性能