光學材料的某些非線性性質(zhì)是實現(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的非線性光學性質(zhì),，這對于高次諧波的產(chǎn)生與應用是非常重要的,。氧化石墨能夠應用在交通運輸、建筑材料,、能量存儲與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域,。合成氧化石墨增強

GO膜在水處理中的分離機理尚存在諸多爭議。一種觀點認為通過尺寸篩分以及帶電的目標分離物與納米孔之間的靜電排斥機理實現(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資料靜電作用的強弱與氧化石墨烯表面官能團產(chǎn)生的負電荷相關(guān),。

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基團或聚合物鏈（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)學應用（例如人工腎和透析）,，這些應用需要大面積預分離生物分子和小廢物分子。

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(jié)構(gòu)性能，可以通過熒光能量共振轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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],。修復石墨烯片層上的缺陷,，可以提高石墨烯微片的碳含量和在導電,、導熱等方面的性能。

光電器件是在微電子技術(shù)基礎上發(fā)展起來的一種實現(xiàn)光與電之間相互轉(zhuǎn)換的器件,，其**是各種光電材料,，即能夠?qū)崿F(xiàn)光電信息的接收、傳輸,、轉(zhuǎn)換,、監(jiān)測、存儲,、調(diào)制,、處理和顯示等功能的材料。光電傳感器件指的是能夠?qū)δ撤N特征量進行感知或探測的光電器件,，狹義上*指可將特征光信號轉(zhuǎn)換為電信號進行探測的器件,，廣義而言，任何可將被測對象的特征轉(zhuǎn)換為相應光信號的變化,、并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測,、探測的器件都可稱之為光電傳感器,。與石墨烯量子點類似,，氧化石墨烯量子點也具備一些特殊的性質(zhì)。關(guān)于氧化石墨復合材料

氧化石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于合成它的方法,。合成氧化石墨增強

石墨烯是一種在光子和光電子領(lǐng)域十分有吸引力的材料,，與別的材料相比有很多優(yōu)點[1]。作為一種零帶隙材料,，石墨烯的光響應譜覆蓋了從紫外到THz范圍,；同時，石墨烯在室溫下就有著驚人的電子輸運速度,，這使得光子或者等離子體轉(zhuǎn)換為電流或電壓的速度極快,；石墨烯的低耗散率以及可以把電磁場能量限定在一定區(qū)域內(nèi)的性質(zhì)，帶來了很強的光與石墨烯相互作用,。雖然還原氧化石墨烯（RGO）缺少本征石墨烯中觀測到的電子輸運效應以及其它一些凝聚態(tài)物質(zhì)效應,，但其易于規(guī)模化制備,、性質(zhì)可調(diào)等優(yōu)異特性,，使其在傳感檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應用前景。合成氧化石墨增強