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所采用的石墨原料片径大小、纯度高低等以及合成GO的方法不同,因此导致所合成出来的GO片的大小、片层厚度、氧化程度(含氧量)、表面电荷和表面所带官能团等不同。GO的生物毒性除了有浓度依赖性,还会因GO原料的不同而呈现出毒性数据的多样性,甚至结论相互矛盾 [2-9]。此外,GO可能与毒性测试中的试剂相互作用,从而影响细胞活性试验数据的有效性,使其产生假阳性结果。如:Macosko与其合作者[10]的研究发现,在细胞活性试验中利用四甲基偶氮唑盐(MTT)试剂与GO作用,GO的存在可以减少蓝色产物的形成。因为在活细胞中,当MTT减少时就说明有同一种颜色产物的生成。因此,基于MTT法试验未能体现出GO的细胞毒性。但是他们利用另一种水溶性的四唑基试剂——WST-8(台酚蓝除外),就能对活细胞和死细胞的数量进行精确的评估。氧化石墨烯的表面官能团与水中的金属离子反应形成复杂的络合物。北京改性氧化石墨

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氧化石墨烯/还原氧化石墨烯在光电传感领域的应用,其基本依据是本章前面部分所涉及到的各种光学性质。氧化石墨烯因含氧官能团的存在具备了丰富的光学特性,在还原为还原氧化石墨烯的过程中,不同的还原程度又具备了不同的性质,从结构方面而言,是其SP2碳域与SP3碳域相互分割、相互影响、相互转化带来了如此丰富的特性。也正是这些官能团的存在,使得氧化石墨烯可以方便的采用各种基于溶液的方法适应多种场合的需要,克服了CVD和机械剥离石墨烯在转移和大面积应用时存在的缺点,也正是这些官能团的存在,使其便于实现功能化修饰,为其在不同场景的应用提供了一个广阔的平台。济南应该怎么做氧化石墨氧化石墨烯(GO)的光学性质与石墨烯有着很大差别。

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解决GO在不同介质中的解理和分散等问题是实现GO广泛应用的重要前提。此外,不同的应用体系往往要不同的功能体现和界面结合等特征,故而要经常对GO表面进行修饰改性。GO本身含有丰富的含氧官能团,也可在GO表面引入其他功能基团,或者利用GO之间和GO与其它物质间的共价键或非共价键作用进行化学反应接枝其他官能团。由于GO结构的不确定性,以上均属于一大类复杂的GO化学,导致采用化学方式对GO进行修饰与改性机理复杂化,很难得到结构单一的产品。尽管面临诸多难以解释清楚的问题,但是对GO复合材料优异性能的期望使得非常必要总结对GO进行修饰改性的常用方法和技术,同时也是氧化石墨烯相关材料应用能否实现稳定、可控规模化应用的关键。

在GO还原成RGO的过程中,材料的导电性、禁带特性和折射率都会发生连续变化,形成独特而优异的可调谐型新材料。2014年,澳大利亚微光子学中心贾宝华教授领导的科研小组***发现在用激光直写氧化石墨烯薄膜形成微纳米结构的过程中,材料的非线性可以实现激光功率可控的动态调谐。与传统的非线性材料相比,氧化石墨烯的三阶非线性高出了整整1000倍,随着氧化石墨烯中的氧成分逐渐减少,而非线性也呈现出被动态调谐的丰富变化。不但材料的非线性系数的大小产生改变,其非线性吸收和折射率也发生变化,并且,这种丰富的非线性特性完全可以实现动态操控。GO具有独特的电子结构性能,可以通过荧光能量共振转移和非辐射偶极-偶极相互作用能有效猝灭荧光体。

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光学材料的某些非线性性质是实现高性能集成光子器件的关键。光子芯片的许多重要功能,如全光开关,信号再生,超快通信都离不开它。找寻一种具有超高三阶非线性,并且易于加工各种功能性微纳结构的材料是众多的光学科研工作者的梦想,也是成功研制超高性能全光芯片的必由之路。超快泵浦探针光谱表明,重度功能化的具有较大SP3区域的GO材料在高激发强度下可以出现饱和吸收、双光子吸收和多光子吸收[6][50][51][52],这种效应归因于在SP3结构域的光子中存在较大的带隙。相反,在具有较小带隙的SP2域中的*出现单光子吸收。石墨烯在飞秒脉冲激发下具有饱和吸收[52],而氧化石墨烯在低能量下为饱和吸收,高能量下则具有反饱和吸收[51]。因此,通过控制GO氧化/还原的程度,实现SP2域到SP3域的比例调控,可以调整GO的非线性光学性质,这对于高次谐波的产生与应用是非常重要的。石墨烯具有很好的电学性质,但氧化石墨本身却是绝缘体(或是半导体)。北京改性氧化石墨

氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能团含有孤对电子。北京改性氧化石墨

尽管氧化石墨烯自身可以发射荧光,但有趣的是它也可以淬灭荧光。这两种看似相互矛盾的性质集于一身,正是由于氧化石墨烯化学成分的多样性、原子和电子层面的复杂结构造成的。众所周知,石墨形态的碳材料可以淬灭处于其表面的染料分子的荧光,同样的,在GO和RGO中存在的SP2区域可以淬灭临近一些物质的的荧光,如染料分子、共轭聚合物、量子点等,而GO的荧光淬灭效率在还原后还有进一步的提升。有很多文章定量分析了GO和RGO的荧光淬灭效率,研究表明,荧光淬灭特性来自于GO、RGO与辐射发生体之间的荧光共振能量转移或者非辐射偶极-偶极耦合。北京改性氧化石墨

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