氧化石墨烯同时具有荧光发射和荧光淬灭特性,广义而言,其自身已经可以作为一种传感材料,在生物、医学领域的应用充分说明了这一点。经过功能化的氧化石墨烯/还原氧化石墨烯在更加***的领域内得到了应用,特别在光探测、光学成像、新型光源、非线性器件等光电传感相关领域有着丰富的应用。光电探测器是石墨烯问世后**早应用的领域之一。2009年,Xia等利用机械剥离的石墨烯制备出了***个石墨烯光电探测器(MGPD)[2],如图9.6,以1-3层石墨烯作为有源层,Ti/Pd/Au作源漏电极,Si作为背栅极并在其上沉淀300nm厚的SiO2,在电极和石墨烯的接触面上因为功函数的不同,能带会发生弯曲并产生内建电场。氧化石墨的亲水性好,易于分散到水泥基复合材料中。附近氧化石墨销售厂
(1)将GO作为荧光共振能量转移的受体,构建荧光共振能量转移型氧化石墨烯生物传感器,用于检测各种生物分子。(2)可以将一些抗体键合在GO表面,构建成抗体型氧化石墨烯传感器,通常是将GO作为荧光共振能量转移或化学发光共振能量转移的受体,以此来检测抗原物质;或者利用GO比表面积较大能结合更多抗体的特点,将检测信号进行进一步放大。(3)构建多肽型氧化石墨烯传感器。因为GO是一种边缘含有亲水基团(-COOH,-OH及其他含氧基团)而基底具有高疏水性的两性物质,当多肽与GO孵育时,多肽的芳环和其他疏水性残基与GO的疏水性基底堆积,同时二者部分残基之间也会存在静电作用,这样多肽组装在GO上形成了多肽型氧化石墨烯传感器。当多肽被荧光基团标记时,二者之间发生荧光共振能量转移后,GO使荧光发生猝灭。氧化石墨商家氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能团含有孤对电子。
比较成熟的非线性材料有半导体可饱和吸收镜和碳纳米管可饱和吸收体。但是制作半导体可饱和吸收镜需要相对复杂和昂贵的超净制造系统,这类器件的典型恢复时间约为几个纳秒,且半导体可饱和吸收镜的光损伤阀值很低,常用的半导体饱和吸收镜吸收带宽较窄。碳纳米管是一种直接带隙材料,带隙大小由碳纳米管直径和属性决定。不同直径碳纳米管的混合可实现宽的非线性吸收带,覆盖常用的1.0~1.6um激光増益发射波段。但是由于碳纳米管的管状形态会产生很大的散射损耗,提高了锁模阀值,限制了激光输出功率和效率,所以,研究人员一直在寻找一种具有高光损伤闽值、超快恢复时间、宽带宽和价格便宜等优点的饱和吸收材料。
由于GO表面具有较高的亲和力,蛋白质可以吸附在GO表面,因此在生物液体中可以通过蛋白质来调节GO与细胞膜的相互作用。如,血液中存在着大量的血清蛋白,可能会潜在的影响GO的毒性。Ge与其合作者[16]利用电子显微镜技术就观察到牛血清蛋白可以降低GO对细胞膜的渗透性,抑制了GO对细胞膜的破坏,同时降低了GO的细胞毒性。基于分子动力学研究分析,他们推断可能是由于GO-蛋白质之间的作用削弱了GO-磷脂之间的相互作用。与此同时,GO对人血清蛋白的影响也被其他科研工作者所发现,特别是他们观察到了GO可以抑制人血清蛋白与胆红素之间的作用。因此,GO与血清蛋白之间是相互影响的。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。
在光通信领域,徐等人开发了飞秒氧化石墨烯锁模掺铒光纤激光器,与基于石墨烯的可饱和吸收体相比,具有性能有所提升,并且具有易于制造的优点[95],这是GO/RGO在与光纤结合应用**早的报道之一。在传感领域,Sridevi等提出了一种基于腐蚀布拉格光栅光纤(FBG)外加GO涂层的高灵敏、高精度生化传感器,该方法在检测刀豆球蛋白A中进行了试验[96]。为了探索光纤技术和GO特性结合的优点,文献[97]介绍了不同的GO涂层在光纤样品上应用的特点,还分析了在倾斜布拉格光栅光纤FBG(TFBG)表面增加GO涂层对折射率(RI)变化的影响,论证了这种构型对新传感器的发展的适用性。图9.14给出了归一化的折射率变化数据,显示了这种构型在多种传感领域应用的可能。氧化石墨烯(GO)的厚度只有几纳米,具有两亲性。新型氧化石墨销售厂
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)。附近氧化石墨销售厂
配体交换作用即:氧化石墨烯上原有的配位体被溶液中的金属离子所取代,并以配位键的形式生成不溶于水的配合物,**终通过简单的过滤即可从溶液中去除。Tang等47对Fe与GO(质量比为1:7.5)复合及Fe与Mn(摩尔比为3∶1)复合的氧化石墨烯/铁-锰复合材料(GO/Fe-Mn)进行了吸附研究,通过一系列的实验表明,氧化石墨烯对Hg2+的吸附机理主要是配体交换作用,其比较大吸附量达到32.9mg/g。Hg2+可在水环境中形成Hg(OH)2,与铁锰氧化物中的活性点位(如-OH)发生配体交换作用,从而将Hg(OH)2固定在氧化石墨烯/铁-锰复合材料上,达到去除水环境中Hg2+的目的。氧化石墨烯经一定功能化处理后可发挥更大的性能优势,例如大比表面积、高敏感度和高选择性等,这些特性对于氧化石墨烯作为吸附剂吸附水环境中的金属离子有着重要的作用。附近氧化石墨销售厂