功能石墨烯高分子材料调研报告

rGO：比于 GO， rGO 上的含氧基团有 所减少，其原有的π-
π结构在一定程度上 有所提高，其机械和 光电性质在一定程度 上也有所改善，但其 水溶性要比 GO 差。.
来自百度文库
PART 4
石墨烯的化学应用
药物递送、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面，功能化石 墨烯有广阔的应用空间。
石墨烯的医学应用
药物载体
功能化的同时还要尽量保持其良好的自身性质，除去一些不必要的官能团来恢复石墨烯的结构与 性质；充分利用不同官能化基团对石墨烯进行可控组装等。利用石墨烯在近红外区良好的光热效 应，发展出新型光敏剂和近红外标记探针，可使其在生物医药领域得到更广泛的应用。
参考文献
1 张保梅,汪洋,翟光喜. 石墨烯的功能化及其在药物递送和生物医药领域中的应用[J]. 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2016, 47(6) 2 Angelopoulou A, Voulgari E, Diamanti EK, et al. Graphene oxide stabilized by PLA-PEG copolymers for the controlled delivery of paclitaxel [J]. Eur J Pharm Biopharm, 2015, 93:18—26.
石墨烯的功能化
功能化
利用氧化石墨烯 (GO)和 还原性氧化石墨烯 (rGO) 在制备过程中表面产生 的缺陷和活性官能团通 过共价、非共价等方法， 使石墨烯表面的某些性 质发生改变。
分类
缺陷
缺陷是指石墨烯的制备 过程中，由于氧化 - 还原 反应的发生，其原有的晶 体结构被破坏，继而会产 生高活性的缺陷结构；而 活性官能团是通过氧化 还原反应过程引入的包括 羧基、羟基及环氧基在内 的基团
石墨烯对含多个双键或苯环结构的药物产生的π-π堆积和疏水作用力较大，所 以这类药物的载药量也较高。该材料通过π-π堆积作用将难溶于水的抗肿瘤药 喜树碱衍生物 (SN38) 吸附到 PEG-GO 上，吸附药物后的复合物 (PEG-GOSN38) 对肿瘤细胞的杀伤力约是伊立替康的1000倍，极大地提高了难溶性药 物的抗肿瘤作用。
作为药物载体材料，其本身的疏水性给其应用带来了较大的局限，但通过对其功能化修饰来提高其亲 水性、稳定性、靶向性及生物相容性等，制备出越来越智能的给药体系，实现药物定点按需释放，同 时减小其对正常组织或细胞的毒性。功能化石墨烯作为药物载体材料要在未来实现临床应用，存在着 定量功能化、粒径可控化、质量稳定性、生物安全性等困难，需提出新的功能化方法和质量控制方法 ，如控制功能化基团、位点及官能团的数量。
透过率为 97.70%。.
01
电子迁移率稳定
02
几乎不受温度变化的影响，而且在室温
下可以观察到石墨烯的量子霍尔效应
03
力学性能优异
是目前所有材料中最坚固的材料，其断
04
延展性良好
裂强度为 ~125 GPa，杨氏模量为 ~1100 TPa
石墨烯薄膜的材料展现出了高的柔韧性能，在
受到外力作用时，具有很大的变形空间.
对它的基础理论、大规模制备及相关应用领域进行了广泛的
探索,成为当今国际上的研究热点和各国科技竞争的前沿
石墨烯的结构
石墨烯是一种由碳原子构成的二维蜂窝状的晶体结构，并且只有一个碳原子的厚度，其内部的每个碳原子 以 sp2杂化轨道的方式与周围的碳原子构成稳定的六边形，在石墨烯的内部形成离域的大π键，并且电子可 以在其内部自由移动，使石墨烯具有良好的导电性。
石墨烯的性质
良好的电导率
在室温下当电子的密度为~1011cm-2时，石墨烯
的迁移率达到了 200,000 cm2v-1s-1远远高于硅
材料（1400 cm2v-1s-1高）比. 表面积
经理论计算，石墨烯具有比现有活性
06
炭材料还高的比表面积，为2,630
m2g-1。.
优异的光学性质 05
单层石墨烯表现出了优异的光学性质，
PART 3
石墨烯的功能化
由于石墨烯结构完整，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与 其他介质 ( 如溶剂等 ) 的相互作用较弱，并且石墨烯片与片之 间有较强的范德华力，易产生聚集，使其在水及常见有机溶剂 中难以分散，导致其难以被细胞摄取，且细胞毒性较大，这给 石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。因此，对其进 行功能化以提高其分散性及生物相容性尤为重要。
功能石墨烯材料
调研报告 1232222 王小明
xx大学 xx学院xx学系 Phone：138888888 E-mail：433888888@qq.com
Contents
01
Part one
简介
02
Part two
石墨烯的 结构与性质
03 04
Part three
石墨烯的 功能化
Part four
功能石墨烯 的医学应用
氧化硅片上观察到的多层石墨烯薄片
86% 2007年，Meyer 等人利用电子衍射对石墨烯进行研究时发现石墨烯并不是完美的平面结构而是存在一定 的起伏，以降低其表面能（如图 2-2 所示）。同时，随后的理论计算也证实了石墨烯表面的褶皱能够使 其稳定存在。这种特殊的结构使石墨烯具有很多优良的物理和化学性质。
由于石墨烯特殊的纳米结构和优异的物理化学性 能，使其在电子学、光学、磁学、生物医学、催 化、储能和传感器等领域应用前景广阔，被认为 21世纪的“未来材料”和“革命性材料”，由 此兴起了石墨烯的研究热潮。
PART 2 石墨烯因独特的结构和非凡的电学、热学及力学性能,引起了
石墨烯的结构与性质 化学、物理、材料及器件加工等各学科研究人员的高度关注,
石墨烯可看成是构成其他石墨材料的基本单元， 可变成零维的富勒烯，卷曲形成一维的碳纳米管， 还可堆垛成三维的石墨。这种特殊的结构蕴含了 丰富而奇特的物理现象，使石墨烯表现出许多优 异的理化性质，如较大的比表面积、良好的导热 导电性能、优异的机械性能及光学性能等。
石墨烯的发现打破了自然界中不可能存在二维结 构物质的传统观念，还极大地充实了碳材料家族 ，形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二 维的石墨烯以及三维的金刚石和石墨的完整碳材 料体系。
多功能载体 的构建
光化治疗
利用 GO 的比表面积大、活性基团多的优点，功能化石墨烯可以 构建多功能载体。如利用外部环境 (光、热、磁场等 ) 和病变组织 的内部环境 (pH值、GSH等)多种因素，对石墨烯进行多重功能化， 制成集多种功能于一体的智能给药体系，实现药物定点按需释放。
石墨烯的展望
石墨烯以其独特的机械性能、电化学特性、巨大的比表面积以及强大的吸附性能吸引了众多领 域的研究人员对其进行广泛而深入的研究。
从是否被还原的角度 上，功能化石墨烯主 要分为 GO和rGO两 大类。
目的
通过引入某些特殊的 官能团，不仅解决了 石墨烯在水中的分散 性和成型加工等问题， 改善了体内的生物相 容性，而且赋予了石 墨烯新的性质，拓展 了石墨烯的应用领域。
两大类
GO：由于强氧化剂破坏 了原有的晶型结构，使 GO的表面有较多的含氧 基团，导致其机械和光 电性质较差，但其水溶 性较好，而较多的表面 活性基团易于进行化学 或物理修饰，制备成功 能性材料。
05
Part five
展望
06
Part six
参考文献
PART 1
简介
纳米石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结 构的新材料，是一种由碳原子以sp2 杂化轨道组成六角型呈 蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料
PART 1
简介
石墨烯，其基本结构单元为有机材料中最稳定的 六元苯环，其理论厚度仅为 0.35 nm，是目前 所发现的最薄的二维材料。
光热治疗 (PTT) 和光动力学治疗 (PDT)。PTT 是将具有较高光热转换效率 的材料注入体内后利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织内，在外部光源 ( 一般是近红外光 ) 照射下将光能转化为热能杀灭肿瘤细胞的一种治疗方法 。PDT 是将光敏剂导入体内，待其分布到肿瘤等病变部位后，以特定波长 的光进行照射，通过一系列光化学和光生物学反应，在分子氧的参与下， 产生单线态氧和(或)自由基，氧化破坏组织和细胞中的各种生物大分子， 使异常增生活跃的细胞发生不可逆损伤，最终导致细胞死亡，达到治疗目 的。
3 Zhang D, Zhang Z, Liu Y, et al. The short- and long-term effects of orally administered highdose reduced graphene oxide nanosheets on mouse behaviors [J]. Biomaterials,2015, 68: 100— 113. 4 黄训,何杰祥,周长忍. 石墨烯的生物医用研究进展.[J]高分子通报. 2016-04- 9(9/10): 1492—150
THANKS!