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浙江改性氧化石墨

來源: 發(fā)布時間:2024-12-06

還原氧化石墨烯(RGO)在邊緣處和面內(nèi)缺陷處具有豐富的分子結(jié)合位點(diǎn),使其成為一種很有希望的電化學(xué)傳感器材料。結(jié)合原位還原技術(shù),有很多研究使用諸如噴涂、旋涂等基于溶液的技術(shù)手段,利用氧化石墨烯(GO)在不同基底上制造出具備石墨烯相關(guān)性質(zhì)的器件,以期在一些場合替代CVD制備的石墨烯。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。氧化石墨烯(GO)的能級結(jié)構(gòu)由sp3雜化和sp2雜化的相對比例決定[6],調(diào)節(jié)含氧基團(tuán)相對含量可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯(GO)從絕緣體到半導(dǎo)體再到半金屬性質(zhì)的轉(zhuǎn)換從微觀方面,GO的聚集、分散、尺寸和官能團(tuán)也對水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能有影響。浙江改性氧化石墨

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RGO制備簡單、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。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(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(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器。該探測器在室溫下,***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。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(yīng)率可達(dá)9mA/W。浙江無污染氧化石墨氧化石墨是一種碳、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。

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與石墨烯量子點(diǎn)類似,氧化石墨烯量子點(diǎn)也具備一些特殊的性質(zhì)。當(dāng)GO片徑達(dá)到若干納米量級的時候?qū)霈F(xiàn)明顯的限域效應(yīng),其光學(xué)性質(zhì)會隨著片徑尺寸大小發(fā)生變化[48],當(dāng)超過某上限后氧化石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì)相當(dāng)接近氧化石墨烯,這就提供了一種通過控制片徑尺寸分布改變氧化石墨烯量子點(diǎn)光響應(yīng)的手段。與GO類似,這種pH依賴來源于自由型zigzag邊緣的質(zhì)子化或者去質(zhì)子化。同樣,這也可以解釋以GO為前驅(qū)體通過超聲-水熱法得到的石墨烯量子點(diǎn)的光發(fā)射性能,在藍(lán)光區(qū)域其光發(fā)射性能取決于zigzag邊緣狀態(tài),而綠色的熒光發(fā)射則來自于能級陷阱的無序狀態(tài)。通過控制氧化石墨烯量子點(diǎn)的氧化程度,可以控制其發(fā)光的波長。這一類量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)類似于GO,這說明只要片徑小于量子點(diǎn),都會產(chǎn)生同樣的光學(xué)效應(yīng),也就是在結(jié)構(gòu)上存在一個限域島狀SP2雜化的碳或者含氧基團(tuán)在功能化過程中引入的缺陷狀態(tài)。

氧化石墨烯(GO)的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體,在可見光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)近乎常數(shù)(~2.3%);相比之下,氧化石墨烯的光吸收系數(shù)要小一個數(shù)量級(~0.3%)[9][10]。而且,氧化石墨烯的光吸收系數(shù)是波長的函數(shù),其吸收曲線峰值在可見光與紫外光交界附近,隨著波長向近紅外一端移動,吸收系數(shù)逐漸下降。對紫外光的吸收(200-320nm)會表現(xiàn)出明顯的π-π*和n-π*躍遷,而且其強(qiáng)度會隨著含氧基團(tuán)的出現(xiàn)而增加[11]。氧化石墨烯(GO)的光響應(yīng)對其含氧基團(tuán)的數(shù)量十分敏感[12]。隨著含氧基團(tuán)的去除,氧化石墨烯(GO)在可見光波段的的光吸收率迅速上升,**終達(dá)到2.3%這一石墨烯吸收率的上限。氧化石墨烯可以有效去除溶液中的金屬離子。

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GO作為新型的二維結(jié)構(gòu)的納米材料,具有疏水性中間片層與親水性邊緣結(jié)構(gòu),特殊的結(jié)構(gòu)決定其優(yōu)異的***特性。GO的***活性主要有以下幾種機(jī)制:(1)機(jī)械破壞,包括物理穿刺或者切割;(2)氧化應(yīng)激引發(fā)的細(xì)菌/膜物質(zhì)破壞;(3)包覆導(dǎo)致的跨膜運(yùn)輸阻滯和(或)細(xì)菌生長阻遏;(4)磷脂分子抽提理論。GO作用于細(xì)菌膜表面的殺菌機(jī)制中,主要是GO與起始分子反應(yīng)(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(jié)構(gòu)對細(xì)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(jī)制中對***的影響也是不同的,機(jī)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(yīng)激理論則認(rèn)為GO尺寸越小,其***效果越好。GO制備簡單、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。杭州單層氧化石墨

氧化石墨烯(GO)的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別。浙江改性氧化石墨

在推動以氧化石墨烯為載體的新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)前,勢必會面臨諸多挑戰(zhàn):(1)優(yōu)化氧化石墨烯的制備方法及生產(chǎn)工藝,使其具有可重復(fù)性,并能精確控制氧化石墨烯的尺寸和質(zhì)量;(2)比較好使用劑量的摸索,找到以氧化石墨烯為載體的***療效和毒性之間的平衡點(diǎn);(3)其他表面修飾劑的開發(fā),需具有良好生物相容性且修飾后的氧化石墨烯能在短時間內(nèi)被生物體***;(4)毒理學(xué)方法的進(jìn)一步規(guī)范,系統(tǒng)闡明以氧化石墨烯為載體***的潛在毒性;(5)體內(nèi)外模型的建立,***評價(jià)氧化石墨烯***的生物相容性,使其能更好地轉(zhuǎn)化到臨床。此外,以氧化石墨烯為載體的***在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用時,還需考慮到對人體和環(huán)境的不利影響,是否可能導(dǎo)致潛在的人體暴露和環(huán)境污染問題,這些有待于進(jìn)一步研究。氧化石墨烯是有著非凡價(jià)值的新材料,將會在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。浙江改性氧化石墨