官能化氧化石墨膜

當(dāng)前社會(huì)的快速發(fā)展造成了嚴(yán)重的重金屬離子污染，重金屬離子毒性大、分布廣、難降解，一旦進(jìn)入生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重威脅人類的生命健康。目前，含重金屬離子廢水的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、膜分離法、離子交換法、吸附法等等。而使用納米材料吸附重金屬離子成為當(dāng)前科研人員的研究熱點(diǎn)。相對(duì)活性炭、碳納米管等碳基吸附材料，氧化石墨烯的比表面積更大，表面官能團(tuán)（如羧基、環(huán)氧基、羥基等）更為豐富，具有很好的親水性，可以與金屬離子作用富集分離水相中的金屬離子；同時(shí)，氧化石墨烯片層可交聯(lián)極性小分子或聚合物制備出氧化石墨烯納米復(fù)合材料，吸附特性更加優(yōu)異。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)。官能化氧化石墨膜

氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡，傾向于氧化，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞炎性浸潤(rùn)，蛋白酶分泌增加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物，即活性氧。大量的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)確認(rèn)細(xì)胞經(jīng)不同濃度的GO處理后，都會(huì)增加細(xì)胞中活性氧的量。而活性氧的量可以通過(guò)商業(yè)化的無(wú)色染料染色后利用流式細(xì)胞儀或熒光顯微鏡檢測(cè)到。氧化應(yīng)激是由自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負(fù)面作用，并被認(rèn)為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個(gè)重要因素。氧化應(yīng)激反應(yīng)不僅與GO的濃度[17,18]有關(guān)，還與GO的氧化程度[19]有關(guān)。如將蠕蟲(chóng)分別置于10μg/ml和20μg/ml的PLL-PEG修飾的GO溶液中，GO會(huì)引起蠕蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)活性氧的積累，其活性氧分別增加59.2%和75.3%。生產(chǎn)氧化石墨導(dǎo)電氧化石墨可以通過(guò)用強(qiáng)氧化劑來(lái)處理石墨來(lái)制備。

氧化石墨烯經(jīng)還原處理后，對(duì)于提高其導(dǎo)電性、比表面等大有裨益，使得石墨烯可以應(yīng)用于對(duì)于導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等要求更高的應(yīng)用中。在還原過(guò)程，含氧官能團(tuán)的去除和控制過(guò)程本身也可成為石墨烯改性的一種方式，根據(jù)還原方式的不同得到的石墨烯也具有不同的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。例如，通過(guò)熱還原方式得到的還原氧化石墨烯結(jié)構(gòu)、形貌、組分可通過(guò)還原條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控。Dou等1人介紹了在氬氣流下在1100-2000°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理得到的石墨烯結(jié)構(gòu)和吸附性能的研究。所得到石墨烯粉體材料的表面積增加至超過(guò)起始前驅(qū)體材料四倍，對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行熱還原處理提高了氧化石墨烯的熱學(xué)性能，賦予了氧化石墨烯材料熱管理方面的應(yīng)用。

在氧化石墨烯的納米孔道中，分布著氧化區(qū)域和納米sp2雜化碳區(qū)域，水分子在通過(guò)氧化區(qū)域時(shí)能夠與含氧官能團(tuán)形成氫鍵，從而增加了水流動(dòng)阻力，而在雜化碳區(qū)域水流阻力很小。芳香碳網(wǎng)中形成的大多數(shù)通路被含氧官能團(tuán)有效阻擋，從而分離海水中Na+和Cl-等小分子物質(zhì)12, 13。相比于其他納米材料，GO為快速水輸送提供了較多優(yōu)越性能，如光滑無(wú)摩擦的表面，超薄的厚度和超高的機(jī)械強(qiáng)度，所有這些特性都提高了水的滲透性。前超濾膜、納濾膜、反滲透膜等膜技術(shù)，已經(jīng)成功地應(yīng)用到水處理的各個(gè)領(lǐng)域，引起越來(lái)越多的企業(yè)家和科學(xué)家的關(guān)注8-11。GO薄膜在海水淡化領(lǐng)域的應(yīng)用主要是去除海水中的鹽離子，探究GO薄膜的離子傳質(zhì)行為具有更為重要的實(shí)用意義。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(méi)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(guò)蛋白質(zhì)來(lái)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?；诜肿觿?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。氧化石墨烯可以有效去除溶液中的金屬離子。附近氧化石墨吸附

氧化石墨可以用于提高環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導(dǎo)熱性能。官能化氧化石墨膜

氧化石墨烯因獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)受到了人們的***關(guān)注，其生物相容性的研究已經(jīng)積累了一定的研究基礎(chǔ)，但氧化石墨烯在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨很多困難和挑戰(zhàn)。首先，氧化石墨烯制備方法的多樣性和生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，會(huì)***影響其在體內(nèi)外的生物相容性，導(dǎo)致研究結(jié)果的不一致，因此氧化石墨烯的生物相容性問(wèn)題不能簡(jiǎn)單歸納得出結(jié)論，需要綜合多方面的因素進(jìn)行深入研究。其次，氧化石墨烯的***活性又取決于時(shí)間和本身的濃度，其***機(jī)理需要進(jìn)一步的研究。***，氧化石墨烯對(duì)機(jī)體的長(zhǎng)期毒性以及氧化石墨烯進(jìn)入細(xì)胞的機(jī)制、與細(xì)胞之間相互作用的機(jī)理、細(xì)胞／體內(nèi)代謝途徑等尚不清晰。這些問(wèn)題關(guān)乎氧化石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用中的安全問(wèn)題和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，需要研究者們不斷地研究和探索。官能化氧化石墨膜