科学家发现氧化石墨烯能吸收红外光

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石墨烯的光学吸收率与光学透过率

石墨烯的光学吸收率与光学透过率石墨烯是一种新兴的二维材料，由单层碳原子组成。

由于其独特的结构和电子性质，石墨烯在光学领域引起了广泛的关注。

本文将重点探讨石墨烯的光学吸收率和光学透过率。

一、石墨烯的光学吸收率石墨烯的光学吸收率是指在光的作用下，石墨烯对光能的吸收能力。

石墨烯的光学吸收率与其能带结构及电子态密切相关。

石墨烯的电子结构包括两个能带，即价带和导带。

价带中填满了电子，而导带中没有电子。

在石墨烯中，光的能量范围覆盖了可见光和红外光区域。

当光照射到石墨烯上时，能量等于或大于石墨烯带隙的光子将激发出电子-空穴对。

这些光电子对的形成导致了石墨烯光学吸收率的增加。

石墨烯的光学吸收率与光子能量的关系是个复杂的问题。

根据研究发现，石墨烯在可见光和红外光区域的光学吸收率非常低，只有约 2.3%左右。

这是由于石墨烯的带隙极小，对光子的吸收能力较弱所致。

此外，石墨烯的光学吸收率还受到其厚度、化学修饰和外加电场等因素的影响。

较厚的石墨烯薄片通常具有更高的光学吸收率。

石墨烯的化学修饰可以通过调控光学吸收率来实现对其光学性质的调控。

外加电场可以改变石墨烯的电子结构，从而对光学吸收率产生影响。

二、石墨烯的光学透过率石墨烯的光学透过率是指光穿过石墨烯的能力。

与光学吸收率相比，石墨烯的光学透过率相对较高。

当光照射到石墨烯上时，部分光子会被石墨烯吸收，而剩余的光子则会透过石墨烯。

石墨烯的光学透过率主要受到其厚度的影响。

在较薄的石墨烯薄片中，由于吸收的光子较少，从而导致较高的光学透过率。

随着石墨烯薄片厚度的增加，光学透过率会下降。

此外，石墨烯的光学透过率还受到光的波长和入射角度的影响。

对于不同波长的光，石墨烯的光学透过率也会有所差异。

通常情况下，入射角度较小的光具有较高的透过率，而随着入射角度的增加，光学透过率会逐渐下降。

三、石墨烯的应用前景石墨烯在光学领域具有广泛的应用前景。

基于石墨烯的低光学吸收率和高光学透过率特性，可以应用于光学器件、光伏和光电子学等领域。

基于氧化石墨烯－微纳光纤的微加热器制备及其性能研究

基于氧化石墨烯－微纳光纤的微加热器制备及其性能研究杨剑鑫;史可樟;李锡均;郑嘉鹏;史萌;蔡祥;朱德斌;邢晓波【摘要】利用近红外光在微纳光纤传输时产生的强烈倏逝场效应将氧化石墨烯沉积在微纳光纤表面，组装成具有优异光热转换性能的氧化石墨烯－微纳光纤，得到一种新型的光驱动微加热器。

通入较小功率的近红外光，微加热器能诱导各种液体（例如N，N-二甲基甲酰胺、去离子水）产生高温相变进而产生微泡，显示了良好的光热转换效应。

结果表明，在N，N-二甲基甲酰胺中，微泡按一定周期循环生长，重复搅动液体。

在微流芯片中，这些微泡可用于操控微纳米颗粒、微纳米线等。

在去离子水中，产生的微泡结构稳定、不易破裂，可用于聚集微粒等。

该微加热器具有制备简单、尺寸小、损耗低、激发功率小、效率高等优良特性，在微机电系统、微流控芯片等领域具有良好的应用前景。

%An optical technique is developed by depositing graphene oxide ( GO) onto a micro/nanofiber ( MNF) , which can act as a novel light-driven microheater based on the strong evanescent field from MNF and the photother-mal property of GO.Excited by the low-power near-infrared light, GO-MNF is capable of initiating the phase transi-tion of surrounding solvent ( such as N,N-dimethylformamide, deionized water) to generate photothermal microbub-bles.As a result, in the N,N-dimethylformamide, the microbubbles grows in a certain cycle, and stirs the liquid repeated.In the microfluidic chip, the microbubbles can manipulate micro/nano particles and wires.In the deion-ized water, the microbubble is stable and not easy to break, which can be used to gather particles.The microheater has the superiorities of easy fabrication, small size, low loss, low excitation power,and high efficiency, which would have prospective applications in micro-electromechanical systems, lab-on-a-chip, and other techniques.【期刊名称】《华南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】氧化石墨烯;微纳光纤;微加热器;光热效应;光热微泡【作者】杨剑鑫;史可樟;李锡均;郑嘉鹏;史萌;蔡祥;朱德斌;邢晓波【作者单位】华南师范大学华南先进光电子研究院，光及电磁波中心，广州510006; 华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006;华南师范大学华南先进光电子研究院，光及电磁波中心，广州510006; 华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006;华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006;华南师范大学华南先进光电子研究院，光及电磁波中心，广州510006;华南师范大学华南先进光电子研究院，光及电磁波中心，广州510006;广东职业技术学院轻化工程系，佛山528041;华南师范大学生物光子学研究院，激光生命科学教育部重点实验室，广州510631;华南师范大学华南先进光电子研究院，光及电磁波中心，广州510006; 华南师范大学生物光子学研究院，激光生命科学教育部重点实验室，广州510631【正文语种】中文【中图分类】O421世纪中期，随着光子器件向集成化和小型化方向发展，研究光与物质的相互作用受到越来越多的关注. 微纳光纤(MNF)作为一种典型的微纳光波导，具有强倏逝场效应、强光场约束、传输损耗低、制备工艺简易等优异特性，是构建微纳米级器件的重要元件[1]. 随着研究的逐渐深入，MNF与各种功能化材料(如荧光染料[2]、金属纳米颗粒[3]等)相结合，成功制备了功能化微光子器件. 通光后，MNF表面的强倏逝场与功能化纳米材料相互作用，产生诸如光致发光、等离子体共振等效应[2-3]，极大扩展了MNF微光子器件的研究与应用领域. 因此，将具有光波导的MNF巧妙地与功能化纳米材料结合起来，制备光激发MNF器件的方法，对于纳米光子学的发展具有重要意义.氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物，既包含有导电的sp2杂化碳晶格，又含有绝缘的sp3杂化碳基体，使其具有非凡的光电、光热以及机械性能，在诸如光学、光电子学以及生物医学等领域具有潜在应用[4]. 最近研究表明，在近红外波段，GO具有强烈的光热效应，使之成为一种潜在的光疗药剂[5]. Zhang等[6]通过使用GO作为光疗药剂，提高了癌症的治疗效能. Markovic等[7]证明对于相同的辐射条件，GO展示出了比碳纳米管更优良的光热性能. 基于MNF倏逝场的微粒捕获技术已经成熟[8]，为MNF功能化器件的制作提供了新的思路.直径在微米量级的气泡，简称微泡. 它具有存在时间长、传输效率高、界面电位高等优良性质[9-10]，在微流阀、微流混合、微流泵等研究领域[11]有着广泛的应用. 常见的光热微泡是通过聚焦激光照射吸收性液体[12]、金属纳米颗粒[13]、金属薄膜[14]等发生光热效应或等离子体效应，从而诱发液体剧烈相变产生的. 然而，产生效率较低且所需的激光功率较大. 本文基于MNF的倏逝场效应和GO的光热效应，利用GO-MNF微加热器产生的热量诱导周围液体相变产生微泡，所需的激发能量仅40 mW，远小于其他案例[12-14]. 这里，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的沸点为152.8 ℃，证明沉积少量GO的MNF能产生152.8 ℃的高温. 因此，GO-MNF 是一种性能优异、光驱动的微加热器.1.1 微纳光纤的制备及其倏势场效应通过熔拉法[15]拉制普通二氧化硅单模光纤得到MNF. 将单模光纤上的外层涂覆层剥离，并用酒精将裸纤上残留的碎屑、灰尘洗净. 此后将其固定在酒精灯外焰处加热至熔融态，同时开动步进电机往两端匀速水平拉制光纤. 如图1中插图所示，拉制出来的MNF表面光滑呈锥形. 与普通光纤以全反射的方式传输光信号不同，MNF将有大部分能量以倏逝场形式在纤芯外部传输. Tong等[16]从理论上证明了随着MNF直径的减小，以倏逝场形式传输的能量将会变强，相应的约束在光纤直径范围内的能量将会减弱. 本文用时域有限差分法(FDTD)，对锥形MNF(长为150 μm、最大直径5 μm、端面直径2 μm)的光传输特性进行了分析，模拟区域是1个250 μm×100 μm的矩形. 这里，MNF长150 μm，最大直径5 μm，端面直径2 μm,工作波长为1 550 nm，锥形光纤的折射率为1.47，矩形区域的折射率定为DMF的折射率1.428. 通过模拟可以看出，光场以MNF为轴线呈对称分布(图1). 光能量分为2部分，一部分将沿MNF表面以倏逝场的形式传播，随着MNF 直径的减小，倏逝场效应会越来越强；另一部分在MNF内部传播并汇聚在MNF 端面处，产生较强的光强梯度. 已有文献证明，倏逝场对其作用范围内的微粒存在梯度力，可应用于微粒的捕获与聚集[17-18]. 同时，光从光纤末端射出，端面附近的光也对微粒产生梯度力，用于光操控[19]. 这种捕捉微粒的效用与光镊相似，而光镊需要复杂的透镜系统对激光束进行聚焦准直. 基于MNF的捕获具有成本低、操作简便的优势，能弥补光镊捕获的不足. 本文利用锥形MNF的倏逝场以及末端出射的光场将功能化材料吸附在其表面，从而实现功能化材料与MNF的融合. 1.2 氧化石墨烯的制备及其表征通过改进汉姆法制备得到氧化石墨烯[20-21]. 首先在80 ℃水浴加热条件下，将天然鳞片状石墨加入盛有浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷混合液的三口烧瓶中，搅拌2 h，随后自然冷却，再用去离子水(DW)洗至中性，并用0.2 μm微孔滤膜过滤，所得产品放入干燥箱中，在室温下干燥24 h，得到纯化的石墨. 将纯化后的石墨放入盛有浓硫酸的三口烧瓶中，在冰浴条件下，边搅拌边加高锰酸钾，反应2 h后，用DW稀释；接着，在50 ℃下，将体积分数为30%的双氧水加入到上述混合物中，释出GO. 用1∶10的盐酸溶液去除混合物中的残酸和金属离子，用离心机在8 000 r/min的条件下离心5 min，去除未反应的天然鳞片状石墨，即可得到纯化的GO. 将上述GO经透析、离心、干燥工序制成粉末状. 将GO粉末溶于DMF溶剂中，经过3 h的水浴超声(KQ218, 60 W)处理，即制成实验所需的GO-DMF悬浮液. 图2描述了在1 200～1 600 nm波段浓度分别为0、0.05、0.20、0.50mg/mL的GO-DMF悬浮液的吸收光谱图. 随着浓度的增加，悬浮液对光的吸收显著增强. 表明在近红外波段，所制备的GO具有优异的光热转换性能.1.3 器件的组装、原理和过程图3为组装GO-MNF微加热器的实验装置. 光源由自发辐射光源(ASE)连接掺铒光纤放大器(EDFA)而成，输出功率≤100 mW、波长范围在1 527～1 566 nm的近红外光. 利用装有CCD的倒置荧光显微镜作为观察工具，清晰观察并记录实验现象. 光纤被固定在三维微调整架(MR)上，一端与光源相连接，另一端被拉制成MNF并浸没在GO悬浮液中.图4为GO-MNF的组装过程. 打开光源初期,在MNF尖端的光场作用下，悬浮液中的GO汇聚移动并排列成一条线，之后向两边扩展. t=25 s时，GO开始附着在MNF的尖端(图4B). 由于激光被GO吸收和散射，激光对悬浮GO的作用力减弱，因而无法驱动GO微粒. 由于GO的光热效应，GO不断吸收光并产生热量，形成温度梯度，诱导产生自然对流[22]. 自然对流作为新的驱动源，不断驱使悬浮的GO进行环流运动，其驱动的速度远大于光场梯度力的驱动速度. 在此过程中，悬浮的GO微粒靠近光滑的MNF时，散射产生的倏逝场将GO捕获[19]. 因此，GO 沿着光源传播的反方向不断沉积. t=50 s时，在MNF上的GO沉积长度为52.5μm(图4C). t=75 s时，断开光源，沉积停止，组装的GO沉积长度达81 μm(图4D). 表明通过控制光源的开关可以简易地控制GO的沉积状态.在范德瓦耳斯力的作用下，GO沉积即使在无光作用下也能紧紧吸附在MNF上.图5为GO-MNF的扫描电子显微镜(SEM)观察形貌的图像，GO在MNF上沉积不均匀，但吸附紧密，不易脱落.本文基于GO的光热效应，利用GO沉积的MNF在小功率红外光射下产生的热量诱导周围液体相变产生微泡.为了定量描述各种液体内光热微泡的生长现象，以光热微泡的直径来表示其生长情况. 由图6A可知，t=0 s时，微泡开始出现，持续生长至t=10 s时达到最大(微泡直径D=129.94 μm). 然后，微泡爆裂并在相同位置重新生长. 按上述生长规律不断地循环. 由图7可知DMF溶液中微泡的生长具有周期性(t=10 s)，直径最大值在128～138 μm范围. 与DMF溶液不同的是，DW微泡始终固定在生长点处，持续生长(图6B). t=10 s时，D=87.14 μm；t=20 s时，D=124.01 μm；t=30 s后，直径基本保持在D=127.14 μm. 如图7所示，DW微泡的生长经历了快速增长与稳定不变2个阶段. 整个生长过程并未发生爆破.通过大量的实验发现，在DMF中产生的微泡，按一定周期循环生长，具有循环周期短、直径大的特性.在短时间内，微泡大范围重复搅动周围液体，因此，可应用于微流操控领域[23]. 而在去离子水中，微泡在生长过程中结构稳定，不易破裂. 当生长到极大值后，长期稳定存在，可用于聚集微粒等领域[14].利用MNF的倏逝场效应成功组装了GO-MNF光控微加热器. 利用GO优异的光热转换性能，在DMF、去离子水等溶剂中生成性质各异的光热微泡. 各类微泡可按其生长规律应用于不同的微操作领域. DMF微泡大范围重复搅动周围液体，可应用在微粒操控领域. 水微泡具有极强的稳定性，可应用在微粒聚集等领域. 因此，GO-MNF光控微加热器在微机电系统、微流控芯片等领域具有良好的应用前景.【相关文献】[1] Wu X Q, Tong L M. Optical microfibers and nanofibers[J]. Nanophotonics, 2013, 2(5/6): 407-428.[2] Park D H, Kim N, Cui C Z, et al. DNA detection using a light-emitting polymer single nanowire[J]. Chemical Communications, 2011, 47(28): 7944-7946.[3] Wang P, Zhang L, Xia Y N, et al. Polymer nanofibers embedded with aligned gold nanorods: A new platform for plasmonic studies and optical sensing[J]. Nano Letters, 2012, 12(6): 3145-3150.[4] Loh K P, Bao Q L, Eda G, et al. Graphene oxide as a chemically tunable platform for optical applications[J]. Nature Chemistry, 2010, 2(12): 1015-1024.[5] Robinson J T, Tabakman S M, Liang Y Y, et al. Ultrasmall reduced graphene oxide with high near-infrared absorbance for photothermal therapy[J]. Journal of the American Chemical Society, 2011,133(17):6825-6831.[6] Zhang W, Guo Z Y, Huang D Q, et al. 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氧化石墨烯激发波长-概述说明以及解释

氧化石墨烯激发波长-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、热导性和机械性能。

然而，纯石墨烯的应用受到其零带隙的限制，限制了其在电子学和光学领域的应用。

为了解决这个问题，科学家们发展出了氧化石墨烯这一材料。

氧化石墨烯是通过在石墨烯表面引入氧原子而制备的。

这一过程引入了羟基（-OH）、醛基（-O）和羧基（-COOH）等含氧官能团。

这些官能团的引入为氧化石墨烯提供了一系列新的特性和应用潜力。

氧化石墨烯具有较高的带隙，使其在电子学器件中具有更好的开关特性和较低的漏电流。

与纯石墨烯相比，氧化石墨烯还具有较高的化学反应活性，可通过与其他化合物发生反应形成复合材料，进一步增加了其在多个领域的应用。

激发波长是指材料在光照射下吸收光的波长范围。

对于氧化石墨烯来说，其激发波长是一个重要的参数，可以影响其光电特性以及在光电子学、光催化等方面的应用。

在本文中，将对氧化石墨烯激发波长的影响因素进行分析和探讨。

通过研究和实验结果的总结，我们可以更深入地理解氧化石墨烯激发波长的特点和变化规律，并为进一步的研究提供有价值的参考。

接下来的章节将对氧化石墨烯的特性以及影响其激发波长的因素进行详细介绍。

最后，我们将总结已有的研究结果，并展望未来在氧化石墨烯激发波长方面的研究方向。

这将有助于我们更好地利用氧化石墨烯的特性，推动其在光学和电子学领域的应用。

文章结构部分的内容可以是：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分将对研究主题进行概述，介绍氧化石墨烯激发波长的背景和相关研究现状。

同时，会明确文章的目的，即对氧化石墨烯激发波长的影响因素进行探究。

正文部分将详细介绍氧化石墨烯的特性，包括其结构、电子能级和光学特性等。

接着，会深入探讨激发波长的影响因素，如石墨烯的尺寸、氧化程度、掺杂等。

会通过实验证明这些因素对激发波长的影响程度，并进一步分析其中的机理。

结论部分将总结氧化石墨烯激发波长的研究结果，并提出对未来研究方向的展望。

氧化石墨烯材料的红外吸收性能研究

氧化石墨烯材料的红外吸收性能研究氧化石墨烯是一种具有广泛应用前景的新型纳米材料，其在电子、光电子、传感器等领域具有重要的研究意义和应用潜力。

随着纳米科技的快速发展，人们对氧化石墨烯材料的性能研究也越来越深入。

本文将重点探讨氧化石墨烯材料的红外吸收性能。

第一部分：氧化石墨烯的基本概念和制备方法首先，我们来了解一下氧化石墨烯的基本概念。

氧化石墨烯是指将石墨烯表面氧化处理后得到的一种具有氧官能团的材料。

石墨烯是由一个层层堆叠的碳原子组成的二维材料，其具有出色的导电性和热导性。

氧化石墨烯通过引入氧官能团，使其具备了良好的分散性和生物相容性，拓宽了其应用领域。

接下来，我们将介绍氧化石墨烯的制备方法。

目前，常用的氧化石墨烯制备方法有Hummers法、Staudenmaier法、热还原法、化学氧化还原法等。

这些方法各有优劣，选择合适的方法制备氧化石墨烯将对其性能的研究起到重要影响。

第二部分：氧化石墨烯的红外吸收性能分析红外吸收是物质与红外辐射相互作用的重要性质之一，也是研究氧化石墨烯材料的关键性能之一。

氧化石墨烯的红外吸收性能会受到多种因素影响，如材料的厚度、形貌、氧官能团含量以及石墨烯的结晶度等。

研究表明，氧化石墨烯材料在近红外区域有良好的吸收性能。

其原因主要在于氧化石墨烯引入了氧官能团后，表面的化学键发生变化，使得其对红外辐射的吸收能力得到提高。

此外，氧化石墨烯的热导率较高，能够迅速将吸收的能量转化为热能，这对于红外光源的转换和储存也具有重要意义。

第三部分：氧化石墨烯在红外吸收领域的应用前景氧化石墨烯在红外吸收领域具有广阔的应用前景。

首先，氧化石墨烯的红外吸收性能使其可以作为红外光源和探测器的关键材料。

其高吸收率和快速的热传导能力使得它在红外摄像、红外通信等领域有着巨大的潜力。

此外，氧化石墨烯的红外吸收性能还使其在纳米材料和光电子器件中有着重要的应用价值。

例如，氧化石墨烯可以用作红外吸收剂、传感器和吸波材料，用于改善太阳电池的效率、提高传感器的灵敏度和减少电子器件的干扰等。

石墨烯红外吸收

石墨烯红外吸收
摘要：
一、石墨烯的基本介绍
二、石墨烯的红外吸收特性
三、石墨烯红外吸收的应用领域
四、我国在石墨烯红外吸收方面的研究进展
五、石墨烯红外吸收的未来发展趋势与挑战
正文：
石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体材料，自2004 年被发现以来，因其具有许多独特的物理和化学性质，被广泛认为是一种具有巨大潜力的材料。

石墨烯具有高导电性、高强度、低密度、良好的热传导性以及独特的红外吸收特性。

石墨烯的红外吸收特性在红外光探测、热管理、光催化和生物传感等领域具有广泛的应用前景。

由于石墨烯的低维限制，其能带结构具有强的量子限制效应，使得石墨烯在红外波段具有很高的吸收系数，这使得石墨烯成为红外光探测领域的理想材料。

此外，石墨烯的高热传导性使其在热管理领域具有广泛的应用，例如在散热器件、热电器件等方面有着巨大的潜力。

我国在石墨烯红外吸收方面的研究取得了显著的进展。

我国科研团队已经成功制备出了高质量的石墨烯材料，并在红外吸收性能上取得了国际领先的研究成果。

此外，我国在石墨烯红外吸收的应用研究方面也取得了突破，包括石墨烯红外探测器、石墨烯热管理器件等。

尽管石墨烯红外吸收在许多领域具有巨大的应用潜力，但目前仍面临着一些挑战，如石墨烯的制备工艺、红外吸收性能的优化、应用技术的研发等。

石墨烯红外吸收

石墨烯红外吸收
石墨烯作为一种二维碳材料，具有众多优异性能，如高导电性、高热导率、大比表面积等。

近年来，石墨烯在红外吸收领域的研究引起了广泛关注。

石墨烯红外吸收原理主要基于石墨烯的能带结构。

石墨烯的能带结构决定了其对红外辐射的吸收能力。

在红外光谱中，石墨烯的吸收峰位于2.3eV（真空能级）附近。

当红外辐射照射到石墨烯表面时，辐射能量与石墨烯的能带间隙相匹配，从而实现红外吸收。

石墨烯红外吸收在许多领域具有广泛应用，如红外探测、热管理、光催化等。

在红外探测领域，石墨烯红外吸收材料可以应用于制作高性能的红外探测器，提高红外成像的分辨率。

在热管理领域，石墨烯红外吸收材料可以有效降低红外辐射的散失，提高热能利用率。

在光催化领域，石墨烯红外吸收材料可以提高光催化反应的速率和效率。

我国在石墨烯红外吸收领域取得了显著的研究成果。

许多科研团队已在实验室层面实现了石墨烯红外吸收材料的制备和性能优化。

此外，我国政府也对石墨烯红外吸收技术给予了高度关注，出台了一系列政策扶持措施，推动石墨烯红外吸收技术的研究与发展。

未来，石墨烯红外吸收技术将继续向高性能、多功能、低成本方向发展。

随着石墨烯制备技术和红外探测技术的进步，石墨烯红外吸收材料在国防、航空航天、医疗等领域的应用将更加广泛。

同时，石墨烯红外吸收技术还将与其他领域的研究相结合，如二维材料、纳米技术等，开辟新的应用前景。

总之，石墨烯红外吸收技术具有广泛的应用前景，我国在這一领域的研究
取得了骄人成绩。

石墨烯纳米材料的光电特性研究

石墨烯纳米材料的光电特性研究石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有独特的光电特性，因而在纳米材料的研究中备受关注。

石墨烯的发现，对光电器件的发展产生了巨大的影响。

本文将介绍石墨烯纳米材料的光电特性研究，包括石墨烯的吸收、发射、传导和透射等方面。

石墨烯的吸收特性是其光电研究的重要内容之一。

许多研究表明，石墨烯对可见光和红外光有很好的吸收能力。

由于其二维结构，石墨烯能够吸收大量的光子，并产生巨大的电子孔对。

这种高吸收率使其在太阳能电池和光传感器等器件中具有广泛的应用前景。

同时，石墨烯的吸收特性还可以通过掺杂或调控其化学结构来加以改变，进一步提升其光电转换效率。

石墨烯的发射特性对其在显示器件和光通信中的应用起到了重要作用。

石墨烯具有宽频谱的发射特性，能够发射从紫外光到红外光的光子。

此外，石墨烯的发射光子具有优异的方向性，能够产生高亮度的发光效果。

这使得石墨烯成为可调控的发光材料，并在显示器件的背光源和光通信的激光器件中发挥重要作用。

除了吸收和发射特性，石墨烯的传导特性也是其光电性能研究的一个重要方面。

石墨烯具有极高的载流子迁移率和电导率，使其成为一种理想的导电材料。

通过在石墨烯上引入缺陷，可以调控其电子传导性能，从而实现对光电器件的精确控制。

此外，石墨烯的传导性能还可以通过控制其层数和晶格结构来进行调节，进一步拓展其在光电器件领域的应用。

关于石墨烯的透射特性，研究者们也做了一系列有趣的发现。

石墨烯是一种单原子层的材料，具有极高的透射率。

石墨烯可以实现对光的高度透过，而不引起光的散射。

这种高透射特性使得石墨烯成为光学透明电极材料的理想选择。

同时，石墨烯透射特性的灵活可调性也为光学器件的设计和制备提供了很大的便利。

总之，石墨烯纳米材料的光电特性研究具有重要的科学意义和应用价值。

其高吸收率、广谱发射、高传导性和高透射率等特性，使其在太阳能电池、光通信、显示器件等领域具有广泛的应用前景。

随着对石墨烯材料性质的深入研究，对其光电特性的理解将进一步深化，有望推动纳米材料的光电器件发展迈上新的台阶。

石墨烯远红外线的关系

石墨烯与远红外线：未来科技的健康领航者一、引言在21世纪的科技大潮中，石墨烯和远红外线，这两个看似毫无关联的词汇，正在引领我们进入一个全新的健康科技领域。

他们之间的关系，既是科学的奇迹，也是对人类健康可能产生深远影响的探索。

二、石墨烯：颠覆传统的二维材料石墨烯，一个令科学家们兴奋不已的材料，这种由单层碳原子组成的二维材料，其强度、韧性和导电性都超越了人们的想象。

它的出现，颠覆了我们对传统材料的认知，为诸多领域带来了新的可能性。

三、远红外线：看不见的健康守护者远红外线，是自然光谱中的一部分，被誉为"生命之光"。

它具有较强的穿透力，能够深入人体内部，产生温热效应，促进血液循环，增强免疫力，有助于人体健康。

四、石墨烯与远红外线的奇妙结合当科学家们发现石墨烯能够发射出远红外线时，无疑打开了一扇全新的科技之门。

这种结合为医疗健康领域提供了无尽的可能性。

五、石墨烯远红外线在健康领域的应用1. 医疗康复：石墨烯远红外线产品可以用于医疗康复，对于慢性疼痛、炎症、伤口愈合等问题都有显著的疗效。

它能够促进血液循环，加速新陈代谢，帮助身体自我修复。

2. 健康管理：通过石墨烯远红外线的温热效应，可以改善睡眠质量，缓解疲劳，提升免疫力，有助于全面提升健康水平。

3. 美容护肤：石墨烯远红外线具有较强的穿透力，能够深入皮肤底层，促进胶原蛋白的生成，对于抗衰老、紧致肌肤有显著的效果。

4. 智能家居：通过将石墨烯远红外线技术融入智能家居产品，如床垫、地毯、护颈枕等，可以让我们在日常生活中享受到科技带来的健康便利。

5. 环保能源：石墨烯的导电性和远红外线的热效应相结合，有望应用于环保能源领域，如高效电热设备、太阳能电池等，推动绿色能源的发展。

6. 纺织服饰：将石墨烯与纺织品结合，可以制造出具有远红外发射功能的衣物，为人们提供持续的健康照护。

六、未来展望与挑战尽管石墨烯远红外线技术带来了许多健康上的益处和应用前景，但也面临着一些挑战和问题。

氧化石墨烯在生物医用材料中的应用研究

氧化石墨烯在生物医用材料中的应用研究宁夏晶体新能源材料有限公司摘要：氧化石墨烯是石墨烯与含氧的活性基团合成的化合物。

石墨烯除具有优异的物理、化学性能外，还可以提供大面积，促进干细胞增殖和成骨分离，具有独特性、生物相容性和抗菌特性。

文章全面概述其在生物医学中的应用，介绍氧化石墨烯的结构和性质，研究氧化石墨烯的细胞毒性和生物相容性等相关问题，并展望其在生物体中的应用前景，希望为相关工作者提供一些参考。

关键词：氧化石墨烯；胶原；细胞毒性生物相容性；创伤敷料引言石墨烯的发现使碳材料零维到三维结构得到完整，极大的推进了二维材料的发展。

石墨烯由于其良好的生物相容性、表面积大、光透明性好及机械强度高等独特的物理性质，使其具有广泛的应用前景。

而实际上石墨烯的疏水性以及不明朗的生物毒性阻碍了其在生物医学领域的应用。

为了解决这一问题，各种石墨烯衍生物如石墨烯薄片、氧化石墨烯（graphene oxide，GO）和还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide，rGO）得到了广泛的关注研究。

由于疏水性和不能在溶液中形成稳定的均匀分散，石墨烯薄片远远不如GO和rGO具有优势。

GO和rGO均可以在水溶液中均匀分散形成稳定的悬浮液，而且易于操作性质稳定，受到了大量的关注。

1氧化石墨烯的生物相容性1.1氧化石墨烯（GO）细胞毒性的研究如果生物医学物质不用于临床环境，则应首先根据生物安全标准进行生物学测试，细胞毒性是一个重要的诊断指标。

因此，诊断程序之一对于评估物质的细胞毒性很重要。

在肺腺癌细胞（A549细胞）中研究了氧化石墨烯的体外毒性，并对其毒性进行了分析和评估，以确定A549细胞膜的形态、存活率、死亡率和完整性。

结果表明，少量氧化石墨烯（GO）实际上并没有进入细胞，没有明显的细胞毒性，具有良好的细胞亲和力。

GO导致细胞内氧化物的依赖性在高浓度下细胞功能轻微丧失。

分析结果总结，GO可被认为是细胞水平上最安全的东西。

石墨烯红外吸收

石墨烯红外吸收
摘要：
一、石墨烯简介
1.石墨烯的发现
2.石墨烯的结构与特性
二、红外吸收技术
1.红外吸收技术的原理
2.红外吸收技术在各个领域的应用
三、石墨烯红外吸收研究意义
1.对石墨烯材料性能的提升
2.对红外吸收技术的发展推动
3.对我国科技领域的积极影响
四、石墨烯红外吸收研究现状
1.国内外研究进展
2.我国在此领域的研究优势与不足
五、石墨烯红外吸收面临的挑战与展望
1.技术挑战
2.产业化挑战
3.未来发展趋势
正文：
石墨烯，这个世界上最薄、最强、最导电的二维材料，自2004 年被安德
烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出来后，便引起了全球科研界的关注。

石墨烯具有独特的六角形晶格结构，使其在许多领域都有巨大的应用潜力。

其中，石墨烯红外吸收技术是近年来研究的一个热点方向。

红外吸收技术是一种基于物质对红外辐射吸收的原理，来检测、测量或传输信息的技术。

这种技术广泛应用于军事侦察、医疗诊断、环境监测、通信等多个领域。

石墨烯具有很高的红外吸收系数，因此，将其应用于红外吸收技术，有望提高红外吸收性能，从而推动红外吸收技术的发展。

石墨烯红外吸收研究在我国也取得了显著的进展。

石墨烯红外吸收技术的发展，不仅有助于提升我国在红外技术领域的竞争力，而且可以为我国的科技发展提供新的动力。

目前，我国在石墨烯红外吸收研究方面取得了一定的优势，但仍然面临着一些挑战，如石墨烯的制备与加工技术、红外吸收性能的优化等。

总的来说，石墨烯红外吸收技术具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

氧化石墨详细性能参数

氧化石墨烯性能参数氧化石墨烯性能参数，这是很多人在购买时需要详细了解的内容。

氧化石墨烯可以作为功能填料和添加剂用于提高复合材料的性能，也可以用于制备石墨烯。

在氧化石墨烯的应用过程中，其分散尤为重要，其中氧化石墨烯水溶液可以直接应用于高分子合成和涂料等领域，由于没有有机溶剂，氧化石墨烯水溶液是一种绿色环保的新材料。

下面就由先丰纳米简单的给大家介绍氧化石墨烯性能参数。

1、导电性石墨烯稳定的晶格结构使碳原子具有不错的导电性。

石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。

由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

2、电子的相互作用石墨烯中电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。

科学家借助了美国劳伦斯伯克利国家实验室的“先进光源（ALS）”电子同步加速器。

这个加速器产生的光辐射亮度相当于医学上X射线强度的1亿倍。

科学家利用这一强光源观测发现，石墨烯中的电子不仅与蜂巢晶格之间相互作用强烈，而且电子和电子之间也有很强的相互作用。

3、饱和吸收当输入的光波强度超过阈值时，这独特的吸收性质会开始变得饱和。

这种非线性光学行为称为可饱和吸收，阈值称为饱和流畅性。

给予强烈的可见光或近红外线激发，因为石墨烯的整体光波吸收和零能隙性质，石墨烯很容易就变得饱和。

石墨烯可以用于光纤激光器的锁模运作。

用石墨烯制备成的可饱和吸收器能够达成全频带锁模。

由于这特殊性质，在超快光子学里，石墨烯有很广泛的应用空间。

如果想要了解更多关于氧化石墨烯的内容，欢迎立即咨询先丰纳米。

先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线。

自2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。

科研客户超过一万家，工业客户超过两百家。

南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内，现专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及技术提供商。

温敏性石墨烯纳米复合水凝胶

温敏性石墨烯纳米复合水凝胶摘要：将氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）添加到以锂藻土Laponite为交联剂，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）为单体所制备的纳米复合水凝胶（简称NC凝胶）中。

通过改变GO的含量，研究此类NC凝胶的红外响应性的变化。

关键词：氧化石墨烯；纳米复合NC凝胶；红外响应性1 前言1.1 水凝胶简介凝胶是含有大量溶剂的具有三维网络结构的高分子[1]。

吸收溶剂时会溶胀，排出溶剂时会收缩。

因为其是交联结构，故凝胶一般只能溶胀不能收缩。

凝胶的交联可以为物理交联，也可以是化学交联，物理交联是通过氢键、范德华力等物理相互作用实现的，而化学交联则是通过分子链间形成化学键实现的。

水凝胶就是以水为分散介质的凝胶，是一种能吸收大量水分并将其保留在三维网络结构的软质材料。

水凝胶的这种高吸水高保水的性能使其在多种领域中有着广泛的应用。

此外，水凝胶的固有特性与许多类型的生物组织非常地相似。

因此水凝胶是近年来也是生物医用高分子材料研究的热点之一，具有良好的应用前景。

1.2 智能水凝胶及其应用智能型水凝胶是指能够通过外界的刺激而自身产生敏感响应的水凝胶。

根据外界刺激的响应情况，我们可以把智能水凝胶分为：温度响应性水凝胶、pH响应性水凝胶、光响应性水凝胶、压力响应性水凝胶、生物分子响应性水凝胶、电场响应性水凝胶等[2]。

这类凝胶的智能性使其有可能应用在化学传感器、记忆元件开关、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系、调光材料以及药物载体释控等方面。

1.3 高性能纳米复合水凝胶纳米复合材料（Nanocomposite）的概念最早是由Roy于1984年提出的，它是指两相或多相的混合物中至少有一相的一维尺度小于100纳米量级的复合材料[3]。

2002年，日本Haraguchi[4]等将锂藻土（Laponite）纳米粒子分散在水中，使用N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）作为单体，在Laponite分散液中原位自由基聚合，不添加化学交联剂，得到了聚N-异丙基丙烯酰胺-Laponite纳米复合水凝胶（Nanocomposite Hydrogel，简称NC凝胶）。

氧化石墨烯的红外光谱

氧化石墨烯的红外光谱
氧化石墨烯（GO）的红外光谱是研究其结构和化学成分的重要手段。

GO是石墨烯在氧化条件下形成的一种化合物，具有丰富的官能团，如羟基（-OH）、碳氧双键（C=O）和羧酸基（-COOH）等。

在红外光谱中，氧化石墨烯显示出一些特征性的吸收峰。

1. 羟基吸收峰：氧化石墨烯的羟基通常在3300-3500 cm-1之间显示出一个宽峰。

该峰对应于羟基的振动，表明GO中含有大量的羟基官能团。

2. 碳氧双键吸收峰：氧化石墨烯中的碳氧双键通常在1700-1730 cm-1之间显示为一个峰。

该峰对应于碳氧双键的拉伸振动，表示GO中存在羧酸基和酯基等官能团。

3. 羧酸基吸收峰：氧化石墨烯中的羧酸基通常在COOH的拉伸振动频率1730-1800 cm-1之间显示为一个峰。

该峰表明GO 中还存在羧酸基官能团。

此外，氧化石墨烯的红外光谱还可以观察到其他一些弱的吸收峰，如C-OH官能团（在1000-1200 cm-1范围内）和C-O-C 官能团（在1100-1200 cm-1范围内）等。

总的来说，氧化石墨烯的红外光谱可以提供有关其化学结构和功能官能团的信息。

这对于了解氧化石墨烯的性质和应用具有重要意义。

氧化石墨烯

氧化石墨烯在热还原中的非常规红外吸收机理高分子科学与工程一班 3008208022 裴庆丽在固体中，原子和分子的振动红外吸收会通过非绝热的相互作用被电子作用所影响，如Fano效应。

通常情况下，红外吸收的谱线形状被修改，或者红外禁止模是可以作为电子吸收调制被探测到的。

与这种已知现象相反，在还原的氧化石墨烯中观察到巨大的红外吸收带，这来源于一种尚未被报告的结构的不对称延伸构型的电子态耦合，该结构含有聚集在缺陷边界的氧原子。

自由电子被氧原子移动所诱导（感应），产生了一个强烈的红外吸收，它与声子模式同相。

当所有的含氧化学物质，包括羟基，羧基，环氧和酮官能团，从洁净石墨烯补丁的相邻边界区域除去时，这种新的现象才是唯一可能的。

石墨烯，带有sp2-杂化蜂窝状二维炭晶格，由共轭六角形晶胞组成，由于其维数和独特的电子能带结构，石墨烯显示出特别的性能。

石墨烯是带有线性色散的半金属碳材料，因为它的载流子表现为狄拉克费米子（零有效质量），这抑制了载流子反向反射。

因此，有趣的物理性能已得到证明，比如高的本征载流子迁移率（3,000and-200,000cm2 V-1s-1），在亚微米尺度上的室温弹道输运，并带有大的平均自由行程，增强的库仑相互作用，弱本地化抑制和绝热玻恩-奥本海默近似偏差抑制。

实际设备使用的石墨烯取决于制造有限尺寸结构和控制化学稳定的边界形成的能力，因此非常需要了解一系列石墨烯材料的化学和物理性质。

石墨烯氧化（或者甚至水合）是众所周知的去除费米能级状态的例子，从而生成一种绝缘体。

因此预测附着在石墨烯上，任何形式（环氧基，羟基，羧基和酮式功能组）的氧，都会在基面和边界上降低费米能级的电子态，即导电性，如实验所示。

石墨烯的确是一种良好的绝缘体，它在还原时只部分恢复弱的导电性。

即使在高温热处理(800-1,100℃)后，会有一些残余氧(约8-10%)留在部分还原的单层氧化石墨烯中，此氧化石墨烯含有接近20%的sp3-杂化碳原子。

氧化石墨烯的功能化改性及应用研究

氧化石墨烯的功能化改性及应用研究一、本文概述《氧化石墨烯的功能化改性及应用研究》这篇文章主要探讨了氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）的功能化改性方法及其在众多领域的应用。

氧化石墨烯，作为一种独特的二维纳米材料，因其优异的物理、化学性质，如良好的生物相容性、大的比表面积、高的电导率等，成为了科研领域的热点研究材料。

然而，原始的氧化石墨烯在某些应用场景中可能无法满足特定需求，因此，通过功能化改性，进一步拓展其应用领域，提升其性能，成为了当前研究的重点。

本文首先介绍了氧化石墨烯的基本性质，包括其结构特点、制备方法等。

随后，详细阐述了氧化石墨烯的几种主要功能化改性方法，包括共价改性、非共价改性和复合改性等，以及这些改性方法如何影响氧化石墨烯的性能。

在此基础上，文章进一步探讨了氧化石墨烯及其功能化改性产物在能源、生物医学、环境科学、电子器件等领域的应用，并展望了其未来的发展前景。

本文旨在通过深入研究氧化石墨烯的功能化改性及其应用，为相关领域的科研工作者和工程师提供有价值的参考信息，推动氧化石墨烯及其功能化改性产物的实际应用进程。

二、氧化石墨烯的制备方法氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）的制备是石墨烯化学研究中的关键步骤，其制备方法的选择直接影响到GO的性质和应用。

目前，制备氧化石墨烯的主要方法包括Brodie法、Staudenmer法和Hummers 法。

Brodie法是最早用于制备氧化石墨烯的方法，其通过在浓硝酸和硫酸的混合液中加入石墨粉，经过长时间的高温反应，得到氧化石墨烯。

但该方法反应时间长，且生成的产物中氧化程度不均一，限制了其在实际研究中的应用。

Staudenmaier法是对Brodie法的改进，通过引入氯酸钾作为氧化剂，提高了氧化效率，并可以在较低的温度下进行反应。

然而，该方法仍然存在反应时间长，且产生的废气难以处理等问题。

Hummers法是目前最常用的制备氧化石墨烯的方法。

红外光谱法氧化石墨烯羧基官能团含量的测定

由于石墨烯是由六元环组成的大共轭平面结构袁氧化后在石墨烯边缘容易形成类似于苯甲酸的基本结构遥通过氧化石墨烯的氧化机理可知袁在其氧化过程中袁羟基的形成需要断裂片层结构上的 C=C 双键袁而羧基形成仅在边缘处形成类似于苯甲酸的结构[4]遥由于片层内 3 个碳原子连接活性低袁使得羟基更难接枝其上遥而边缘的羧基不同袁一方面不需要断裂类苯环结构中 C=C 键袁另一方面羧基接枝到的是只有两个碳原子连接的类苯环结构上袁因而更加易于羧基接枝到边缘碳原子上遥除此之外袁由于石墨是多层堆叠的碳层袁在加入高锰酸钾的过程中也只能对上下两个片层的碳进行羟基化袁而在片层之间大多数形成的环氧基团袁又由于碳层之间的水分子极难除去而影响利用羟基对氧化度的测定[5]遥综上所述袁可以对边缘羧基含量进行测定来初步测定 GO 的氧化程度遥因此袁本文拟采用苯甲酸作为标准物质袁根据结构相似性袁进行边缘氧化度的计算与分析遥苯甲酸傅里叶红外光谱在 1 591袁1 504袁1 423 cm-1 处为苯环骨架伸缩振动特征吸收峰袁在 1 692 cm-1 处为羧基中 C=O 的伸缩振动特征吸收峰曰而氧化石墨烯渊GO冤中 C=C 的伸缩振动和 C=O 的伸缩振动特征峰分别在 1 630袁1 731 cm-1遥因此袁利用苯甲酸上苯基和羧基中 C=O 官能团的峰面积的比值与 GO 上 C=C 和 C=O 官能团的峰面积的比值袁通过上述推导得到
收稿日期院2015-09-30曰收到修改稿日期院2015-11-13 基金项目院国家自然科学基金项目渊21271040冤作者简介院龚水水渊1989-冤袁女袁湖北黄石市人袁硕士研究生袁业方向为石墨烯聚苯胺杂化材料。
的与结构相关公式进行计算袁得到氧化石墨烯中的羧基含量袁进而得到 GO 的氧化程度[6-8]遥

石墨烯光学性质及其应用研究进展

石墨烯光学性质及其应用研究进展一、本文概述石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功剥离以来，便以其独特的物理和化学性质引起了全球范围内的广泛关注。

特别是其光学性质，如强烈的光吸收、独特的电子结构和可调谐的光学响应等，使得石墨烯在光电子器件、太阳能电池、光电探测器、传感器等领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在综述近年来石墨烯光学性质的研究进展，并探讨其在各领域的应用前景。

我们将简要介绍石墨烯的基本结构和光学性质；然后，我们将重点综述石墨烯在光学领域的应用研究，包括但不限于光电子器件、太阳能电池、光电探测器等；我们将展望石墨烯光学性质的研究趋势和应用前景，以期为该领域的发展提供参考和启示。

二、石墨烯的光学性质石墨烯，作为一种二维的碳纳米材料，自其被发现以来，就因其独特的物理和化学性质而备受关注。

其中，石墨烯的光学性质尤为引人注目，为其在光电子器件、光电探测器、太阳能电池等领域的应用提供了广阔的前景。

石墨烯具有极高的光学透明度，单层石墨烯在可见光至红外波段内，透光率高达7%，这使得石墨烯成为透明电极的理想材料。

石墨烯还具有优异的导电性，其载流子迁移率极高，可在高速光电器件中发挥巨大作用。

石墨烯的特殊光学性质还表现在其独特的光与物质相互作用上。

由于石墨烯中的电子在强光场下可以被激发形成等离激元，这使得石墨烯在光调制、光探测等方面展现出独特的优势。

通过调控石墨烯中的等离激元，可以实现光的高效吸收和调制，为光电子器件的小型化和集成化提供了可能。

近年来，研究者们还发现了石墨烯在非线性光学领域的潜在应用。

石墨烯的非线性光学响应强烈，可以在强光激发下产生显著的非线性效应，如光学双稳态、光学限制等。

这些非线性光学性质使得石墨烯在超快光开关、全光信号处理等领域具有巨大的应用潜力。

石墨烯凭借其独特的光学性质，在光电子领域的应用前景广阔。

未来随着石墨烯制备技术的不断发展和完善，其在光电器件、光电探测器、太阳能电池等领域的应用将会更加深入和广泛。

科学家发现氧化石墨烯能吸收红外光

石墨烯的光学吸收率与光学透过率

基于氧化石墨烯－微纳光纤的微加热器制备及其性能研究

氧化石墨烯激发波长-概述说明以及解释

氧化石墨烯材料的红外吸收性能研究

石墨烯红外吸收

石墨烯红外吸收

石墨烯纳米材料的光电特性研究

石墨烯 远红外线的关系

氧化石墨烯在生物医用材料中的应用研究

石墨烯红外吸收

氧化石墨详细性能参数

温敏性石墨烯纳米复合水凝胶

氧化石墨烯的红外光谱

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氧化石墨烯的功能化改性及应用研究

红外光谱法氧化石墨烯羧基官能团含量的测定

石墨烯光学性质及其应用研究进展

石墨烯远红外线的关系