氧化石墨烯和石墨烯的抗菌活性研究
石墨烯及氧化石墨烯在纺织印染行业中的应用
2、作为织物后处理剂
石墨烯和氧化石墨烯还可以作为织物后处理剂，用于改善织物的性能。例如， 将氧化石墨烯作为后处理剂加入到棉织物中，可以显著提高织物的抗皱性和弹性， 同时还可以增加织物的厚度和重量。此外，石墨烯还可以用于制备透明、耐磨的 涂层，用于保护织物表面不受损伤。
结论
石墨烯和氧化石墨烯在纺织领域具有广泛的应用前景，可以为纺织品带来许 多新的功能和特性。尽管目前它们的制造成本还相对较高，但随着技术的不断进 步和规模化生产的实现，相信在不久的将来它们在纺织领域的应用将会越来越广 泛。
石墨烯在纺织印染行业中的应用
石墨烯具有优异的导热性、强度和透光性，在纺织印染行业中具有广泛的应 用。例如，在高温定型过程中，石墨烯可以作为耐高温材料，提高纺织品的定型 效果和稳定性。此外，石墨烯还具有出色的抗菌防臭性能，可以为纺织品添加额 外的保健功能。
具体应用方面，石墨烯在纺织品上的应用主要表现在以下几个方面：
结论与展望
综上所述，石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染领域具有广泛的应用前景。这两 种材料凭借其独特的性质和优势，可以显著提高纺织品的性能和舒适度，同时为 智能纺织品领域提供新的发展机遇。尽管目前石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中 的应用还处于研究阶段，但随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信在不久 的将来，这两种材料将会成为纺织印染领域的常用材料，为纺织行业的发展注入 新的活力。
为了将石墨烯应用于纺织品，研究者们尝试了多种方法。其中，将石墨烯与 生物基聚合物复合是一种较为有效的方法。通过将石墨烯与纤维素、蛋白质等生 物基聚合物进行复合，可以制备出性能优异的石墨烯/生物基聚合物复合材料。 这种复合材料既保留了石墨烯的优点，又具有生物基聚合物的可持续性，因此在 纺织印染领域具有广阔的应用前景。
氧化石墨烯和石墨烯的抗菌活性研究
OD260
核酸泄露
0.3
0.5
0.2
0.4
ck
0.3
CK
0.1
GO
0.2
GO
rGO
0.1
0
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-0.1
0
2
4
6
8
10 12
-0.1
E. coli
S. aureus
经GO/rGO处理过的细菌核酸泄露并不比未处理过的 细菌高，可以判断细胞膜是完整的。
1
0.5
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 25 26 27 30
S. aureus
低浓度GO/rGO处理的细菌生长状况良好，说明在低浓度时 GO/rGO未表现出抗菌活性。
3 抗菌机理探索
E. Coli
S. Aureus (a) 未经处理 (b) 氧化石墨烯(3000ppm)处理 (c)石墨烯(3000ppm)处理
Graphene-Based Antibacterial Paper. Wenbing Hu, Cheng Peng, Weijie Luo, Min Lv, Xiaoming Li, Di Li, Qing Huang and Chunhai Fan，ACS Nano, 2010, 4 (7), pp 4317–
我们的思路： 1、研究石墨烯（氧化石墨烯）载体的抗菌活性。 2、利用石墨烯/氧化石墨烯优异的结构性能，及易 修饰的特点，在表面组装纳米金属（铜、银等），期 望通过载体与纳米金属的协同抗菌作用提高活性，降 低成本。
研究背景
氧化石墨烯
(GO)
氧化石墨烯研究报告
氧化石墨烯研究报告氧化石墨烯是一种功能极为重要的材料，也是石墨烯的一种衍生物。
近年来，随着石墨烯的研究不断深入，对氧化石墨烯的研究也日益深入，其在生物、化学和材料等领域都有着广泛的应用。
本文将对氧化石墨烯的研究进行介绍和总结，以期更好的了解该材料的性质及其应用前景。
一、氧化石墨烯的定义氧化石墨烯是指在石墨烯表面上加入氧原子而形成的一种物质。
不同于石墨烯的单层二维结构，氧化石墨烯因其在石墨烯表面上增加了许多的官能基团，从而使得其结构变得更加复杂而多样化。
由于多种官能团的加入，氧化石墨烯的氧含量也随之显著提升，并且其在化学和光学等性质上都表现出了极为丰富的特性。
二、氧化石墨烯的研究进展自从2004年诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆在石墨烯的发现之后，氧化石墨烯的研究也在世界范围内快速展开。
目前，氧化石墨烯的研究主要涉及到其制备、性质及其应用。
以下将分别从这三个方面来讲述其最新研究进展。
1.氧化石墨烯的制备氧化石墨烯的制备有多种方法，目前最为流行的是化学还原法、热氧化还原法和电化学氧化法。
其中，化学还原法具有制备简单、工艺易操作等优点，因此最受科研人员的欢迎。
最新研究表明，通过改变还原体系的 pH 值和掺杂元素等条件，可以调控氧化石墨烯的官能团类型、含量和空位缺陷等结构性质，从而获得更加符合特定应用场景需求的氧化石墨烯材料。
2.氧化石墨烯的性质氧化石墨烯的性质在很大程度上决定了其应用前景，因此其性质的研究也是研究者们的主要关注点之一。
最新研究表明，氧化石墨烯与普通石墨烯相比，具有更强的化学反应性和吸附性。
在氧和气体分子的吸附方面，氧化石墨烯表现出了优异的性能，可应用于气体传感器和环境污染监控等领域。
同时，由于氧化石墨烯表面氧含量的增加，官能基团的引入也大大提高了其材料与其他材料间的相容性，为其在催化、分离等领域的应用奠定了基础。
3.氧化石墨烯的应用氧化石墨烯在生物、化学和材料等领域均有广泛的应用前景。
石墨烯对皮肤作用的研究文章
石墨烯对皮肤作用的研究文章
石墨烯在皮肤应用方面引起了广泛的研究兴趣，因为它具有独特的结构和性质，可能对皮肤产生一系列的效应。
以下是一些与石墨烯在皮肤上的作用相关的研究方向：
1.抗菌和抗炎作用：一些研究表明，石墨烯具
有抗菌和抗炎的性质，可能对治疗皮肤感染
和炎症有一定的帮助。
2.促进伤口愈合：有研究指出，石墨烯可能有
助于促进伤口愈合，加速创面愈合过程，可
能与其导电性和生物相容性有关。
3.抗氧化作用：石墨烯被认为具有抗氧化性
质，有助于对抗自由基，可能有助于减缓皮
肤老化的过程。
4.导热性质：石墨烯具有良好的导热性，因此
可能有助于在皮肤上提供一些散热效应，有
助于保持皮肤温度平衡。
5.药物输送：石墨烯的高表面积和可调控的
表面性质使其成为药物输送系统的候选材
料，可能有助于在皮肤上实现定向、控释的
药物输送。
需要注意的是，虽然有很多潜在的应用前景，但
石墨烯在医学和皮肤科领域的具体应用仍在研究中。
此外，石墨烯的安全性也是需要深入研究的一个方面，以确保其在皮肤应用中的长期安全性。
石墨烯和氧化石墨烯作为新的纳米载体在药物输送方面的应用
石墨烯和氧化石墨烯作为新的纳米载体在药物输送方面的应用摘要在过去的几年里，石墨烯材料在生物医学方面的应用（包括药物输送）发展迅速。
由于其独特的性质:二维的平面结构、巨大的表面积、化学和机械稳定性、极好的导电性和良好的生物相容性，作为在生物医药方面最有前景的生物材料之一，石墨烯和氧化石墨烯受到了广泛的研究。
这些特性使得在先进的药物输送系统的设计和提供广泛的治疗输送方面有领号的应用前景。
在这篇评论中，我们概述了该领域的最新研究进展，并简要描述了当前对于石墨烯材料纳米载体及其生物相容性和毒性的改性方法。
紧随其后的是对一些诱人例子的概括总结，这些例子证实了它们对抗癌药物和基因输送的可行性。
此外,我们还对基于控制机理的新的药物输送概念进行了讨论，其中包括靶向目标和pH值的模拟，化学相互作用，热、光和磁感应等。
最后,本文总结了所述内容，对该领域未来的发展前景和挑战得出了一个简要结论。
1.引言开发新的和有效的药物输送系统,以改善治疗药物的治疗概况和疗效是现代医学所面临的关键问题之一。
纳米科学和纳米技术的进步,使得新的纳米材料得以合成,促进了许多新药物输送系统的发展。
近年来石墨烯的发现引起了人们日益增加研究关注，来探索这种新材料在药物输送方面的应用。
石墨烯是碳原子SP2杂化堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构，自从2004年被发现以来，它已经引起了整个科学界的巨大兴趣。
由于其独特的化学结构和几何结构,石墨烯具有非凡的物理化学性质, 包括高杨氏模量、高断裂强度、优异的导热和导电能力、载荷子的快速迁移率、高比表面积和良好的生物相容性。
这些性质使得石墨烯在广泛的应用范围中都是理想的材料,包括量子物理学、纳米电子学、能源研究,纳米复合材料的催化和工程和生物材料等。
在生物医药领域，作为一种新的生物材料石墨烯及其复合物在广泛的应用范围上提供了令人兴奋的机遇，包括新一代生物传感器、药物输送载体、细胞和生物成像探针。
石墨烯是其他石墨材料的基本构建单位，可构成具有不同几何图形的石墨材料(图1),如绕成球形结构(零维富勒烯),卷成一维结构(碳纳米管)或堆积成三维层状结构(石墨)。
石墨烯材料在抗菌纳米医学领域的研究现状与应用展望
目前抗生素的滥用导致不少单细胞病原菌出现耐药性。
开发新的抑菌策略变得日益重要。
正在研发的策略包括开发各种具有高生物活性的抑菌物质（例如：抗菌肽、噬菌体和噬菌体裂解酶）、免疫调节剂、群体感应抑制剂、以及掠食性微生物等。
但实际使用中，这些新抑菌物质往往伴随着高度复杂的技术要求，过高的成本和难以预料的健康风险等缺点。
一个新兴的研究方向是使用金属纳米颗粒或碳纳米材料做为抗菌物质。
基于纳米材料的抗菌技术具有合成简单、成本低廉、还可以按需求定制的优点。
其中石墨烯材料因其相对低廉的成本和较低的对人和环境的毒性，在抗菌纳米医学领域吸引了越来越多的关注。
最近澳大利亚悉尼大学化学和生物分子工程学院Dr. Karahan（第一作者），陈元教授（通讯作者）和新加坡制造技术研究所魏军博士等作者合作撰写了综述对当前石墨烯材料在抗菌纳米医学领域的研究做了系统的归纳总结。
文章首先梳理了石墨烯材料的主要抗菌机理。
石墨烯材料的抗菌活性主要包括四种机制：（1）物理穿刺或者叫做“纳米刀”切割机制；（2）氧化应激引发的细菌/膜物质破坏；（3）包覆导致的跨膜运输阻滞和（或）细菌生长阻遏；（4）通过插入和破坏细胞膜物质造成细胞膜不稳定。
根据石墨烯材料和细菌的不同接触状态，上述几种机制协同作用导致细胞膜的完全破坏（杀菌作用）和阻遏细菌生长（抑菌作用）。
而这些抗菌机制会受到三大因素的影响：（1）石墨烯材料的结构。
按照制备方法的不同，石墨烯结构的三个基本结构参数：层数、横向尺寸、和化学组成（碳氧比例）会在一个很大的范围内变化。
石墨烯材料的化学性质（表面功能团）对以上的几个机制有很大影响，特别是影响氧化应激产生和与微生物表面分子间相互作用。
控制这些参数是调控石墨烯材料抗菌活性的关键。
（2）生物因素（微生物）。
目前石墨烯材料对代表性的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌相互作用的相关文献显示微生物细胞壁结构会影响石墨烯材料的抗菌性能。
另外细菌的形状和细菌生理条件也会影响石墨烯材料的抗菌效果。
石墨烯及其衍生物的抗菌性研究进展
石墨烯及其衍生物的抗菌性研究进展作者：刘浩怀刘力飞卢嘉明刘晓兰来源：《中国测试》2015年第03期摘要：该文主要介绍近年来关于石墨烯及其衍生物在抗菌性方面的应用研究进展，包括石墨烯及其衍生物的抗菌性，抗菌性的测定方法对比，以及生物安全性评估等内容。
研究表明：石墨烯及其衍生物具有良好的抗菌性和生物相容性，同时也是抗菌活性物质的理想载体。
通过剂量调控和化学修饰可以保持石墨烯的优越性，同时又避免其诱发生物毒性，拓宽其在生物医学工程领域的研究与应用。
关键词：石墨烯；氧化石墨烯；抗菌性文献标志码：A文章编号：1674-5124（2015）03-0008-060 引言利用抗菌剂来抑制和杀灭有害细菌是提高人类健康水平的一个重要方法，传统的抗菌剂，如抗生素、季铵盐等不但会导致微生物的抗药性，还会造成严重的环境污染。
2010年，中国科学院上海应用物理所黄庆课题组首次发现了石墨烯材料的抗菌作用，即氧化石墨烯可以破坏细菌的细胞膜，导致胞内物质外流并杀死细菌。
由于这是一种潜在的没有耐药性的物理“抗生素”，该工作发表后立即引起了科学界的广泛兴趣，之后，越来越多的研究证实了这点。
但也有研究发现氧化石墨烯可以提高细胞的生长能力，促进细菌的生长。
基于此，本文综述了近年来关于石墨烯及其衍生物在抗菌性方面的研究进展，主要包括石墨烯及其衍生物的抗菌性，抗菌性的测定方法对比，以及生物安全性评估等内容，以期为石墨烯及其衍生物在抗菌材料方面的研究应用提供参考。
1 石墨烯及其衍生物2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆（andre geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（konscantinnovoselov）将石墨薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带把石墨片一分为二。
不断重复上述操作，薄片越来越薄，最后成功地得到了仅由一层碳原子构成的薄片一石墨烯，并因此获得2010年的诺贝尔物理学奖。
石墨烯是由碳原子以sp'杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，它可以被看做是构成零维的富勒烯、一维的碳纳米管及三维的石墨和金刚石的基本结构单元（图1）。
石墨烯及其衍生物的抗菌性研究进展
石墨烯及其衍生物的抗菌性研究进展
刘浩怀;刘力飞;卢嘉明;刘晓兰
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2015(041)003
【摘要】该文主要介绍近年来关于石墨烯及其衍生物在抗菌性方面的应用研究进展,包括石墨烯及其衍生物的抗菌性,抗菌性的测定方法对比,以及生物安全性评估等内容.研究表明:石墨烯及其衍生物具有良好的抗菌性和生物相容性,同时也是抗菌活性物质的理想载体.通过剂量调控和化学修饰可以保持石墨烯的优越性,同时又避免其诱发生物毒性,拓宽其在生物医学工程领域的研究与应用.
【总页数】6页(P8-13)
【作者】刘浩怀;刘力飞;卢嘉明;刘晓兰
【作者单位】广州大学化学化工学院分析测试中心,广东广州510006;广州大学化学化工学院分析测试中心,广东广州510006;广州大学化学化工学院分析测试中心,广东广州510006;广州大学化学化工学院分析测试中心,广东广州510006
【正文语种】中文
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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。
石墨烯复合材料的抗菌研究进展
９４８
中 抗 索 尔 忠２０Ｉ８ｑ－８ ＪＪ第 ４３卷第 ８期
细 胞转 导 ，使 细胞 内脱氢 酶失活 及损 伤细菌 的ＤＮＡ。 两种 材料相 互协 同 ，大 大提 高 了抗菌 的效 果 。 ２．１．２ 基于氧化石墨烯与金属氧化物构建 的复合纳 米 材料 的抗 菌 应用
２０ｌ２年 ，Ｃａｏ等［圳通过 直 接 氧 化还 原 反应 制 备超 细 ＴｉＯ，纳 米 颗 粒 和 石 墨 烯 的复 合 材 料 。材 料 性 能 测 试 发现 所制 备 的ＧＯ／ＴｉＯ 复 合材 料具 有 较 宽的 光吸 收 范 围 ，且 可被 可 见光激 发 。在ＧＯ／ＴｉＯ，纳米 复 合材 料 的 抗 菌 研 究 中 发 现 ， 该类 复合 材 料 能 够 很 好 地 降解 大肠 埃 希 菌 ，且 在关 照条件 下 的降解效 果更好 。 复合 材 料 对 大肠埃 希 菌的抗 菌活 性远 高于 单独 ＠ＴｉＯ 纳 米 粒 子 及氧 化石 墨烯 。机理 研究 表 明： 由于 石墨 烯可 以 很好地 传 导 电子 ，复合材 料在环 境可 见光 照下增 强 了 其 光生 电子 能力 ，进 而有效地 改善 了其抗菌 性能 。
能材料及其制备教育部重点实验室 ，费林加诺贝尔奖科 学家联合研 究中心，上海 ２００２３７）
摘要 ：由于抗生素过量使用会带来细菌耐药性、变异性等临床 问题 ，越来越 多的非抗生素类纳米材料被应用于抗菌 的研究 。 本文综述了基于氧化石墨烯为载体 的复合材料构建及其抗菌应用，讨论 了此类纳米材料 的合成方法及其抗 菌性能和抗菌机制。
收 稿 日期 ：２０１８—０６—２７ 基 金项目：中国博士后科 学基金（Ｎｏ．２０１８Ｍ６３０４０７） 作 者简介： 储林洋，男，生于１９９０年 ，在读 博士研 究生 ，感染性骨缺损 的内植物治疗 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｕｌｉｎｙａｎｇ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ’通 讯 作 者 ： Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｌｈｕ＠ｅｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
石墨烯和氧化石墨烯
石墨烯和氧化石墨烯
石墨烯和氧化石墨烯是现代材料学研究领域中备受关注的两种材料。
石墨烯由单层碳原子构成的平面晶格结构组成，是一种轻薄、高强度、导电性强的新型材料。
氧化石墨烯是在石墨烯的基础上加入氧元素并
形成的化合物，是一种具有可控性和特殊化学反应性的材料。
石墨烯的发现和研究始于2004年，其独特的物理和化学性质引起了科学界的广泛关注。
石墨烯有着极高的导电性和热导率，是一种非常优
秀的导电性材料，同时也是一种非常优秀的材料作为透明导电薄膜。
由于石墨烯可以承受非常高的张力，因此在材料学领域中有着很大的
应用前景，例如在轻型汽车材料制造领域中。
氧化石墨烯是由石墨烯和氧原子组成的化合物，可以通过不同的化学
反应方法制备。
相比石墨烯，氧化石墨烯具有更好的溶解性和可控性。
同时，在光学等方面具有许多特殊的性质，使得其在生物医学、电化
学和光学传感等领域有很好的应用前景。
例如，在生物医学领域中，
氧化石墨烯可以作为生物成像材料，同时还可以作为药物递送载体，
发挥很好的治疗效果。
总的来说，石墨烯和氧化石墨烯都是非常有前途的材料，它们的研究不仅有着重要的科学意义，而且还具有广泛的应用前景。
在未来，如何更好地研究和应用石墨烯和氧化石墨烯，将会是我们面临的重要问题。
氧化石墨烯研究报告
石墨烯调研报告（氧化石墨烯应用）石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本结构单元。
它具有高电导、高热导、高硬度和高强度等奇特的物理、化学性质，在电子、信息、能源、材料和生物医药领域有广阔的应用前景。
但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点，限制了其广泛应用。
氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题，它是石墨烯的派生物，与石墨烯的结构大体相同．只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团，平面上含有-OH和C-O-C，而在其片层边缘含有C＝O和COOH。
与石墨烯相比，氧化石墨烯有更加优异的性能，其不仅具有良好的润湿性能和表面活性，而且能被小分子或者聚合物插层后剥离，在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。
有不少专家学者对氧化石墨烯的制备及应用进行了深入研究，其中氧化石墨烯复合材料的发展十分迅速，进一步拓展了氧化石墨烯的应用领域。
1 氧化石墨烯的制备目前，氧化石墨烯的制备工艺相对成熟，比较传统的化学方法主要有Brodie 法、Staudenmaier法、Hummers法，现今仍在沿用，只是在各方法基础上做了略微改进。
这些方法的制备原理都是将石墨在强酸和少量强氧化剂的共同作用下形成1阶的石墨层间化合物，然后此层间化合物在过量强氧化剂的作用下继续发生深度液相氧化反应，水解后得到氧化石墨，最后通过超声或者长时间搅拌氧化石墨和水的混合物即可获得氧化石墨烯，产物的氧化程度及合成T艺与反应时间有关，可以通过C、O的原子比进行衡量。
Brodie法和Staudenmaier法氧化程度高，但反应过程中会产生ClO2、NO2或者N2O4等有害气体且反应时间长，而Hummers法反应时间短，无有毒气体ClO2产生，安全性较高，因而成为制备氧化石墨烯普遍使用的方法。
但是此反应过程中需控制的工艺因素较多，过量的高锰酸离子会造成潜在的污染，因而需要用H2O2进行处理，并加以水洗和透析。
石墨烯及氧化石墨烯分散方法研究进展
石墨烯及氧化石墨烯分散方法研究进展石墨烯是一种具有独特结构和优良性能的二维碳原子晶体，它均匀稳定的颗粒物质分散对于复合物合成工业来说至关重要，尤其是在制备纳米级别材料时，这种要求更为突出。
石墨烯的结构稳定性和优异的性能使其成为当今研究和应用的热点[1]。
由于石墨烯具有局域化的特性，其中sp2碳碳原子之间及π电子组成的局域化使其具有化学惰性，而且π-π堆积互相作用容易形成团聚体，这些因素都阻碍了石墨烯的发展和应用。
氧化石墨烯（GO）在其表面具有大量的含氧官能团（如羟基-OH、羧基-COOH及醚键-C-O-C 等），可以通过歧化反应而还原为还原氧化石墨烯（rGO），由于在环氧官能团的影响下，GO在水或者其他溶剂中具有较好的分散稳定性。
在GO边缘存在大量的含氧官能团而极其亲水，在平面则相对疏水，使其具有两亲性。
但是，在类似二甲苯的非极性溶液当中，氧化石墨烯由于片层之间强烈的π-π相互作用和较强范德华力的存在，使其分散性变得极差。
这些片层间的严重团聚，极大的干扰了石墨烯作为材料的良好表现，因此想要改变这些现象，针对氧化石墨烯的表面修复工作就显得十分必要。
而目前，人们在实验室中已经采用了多种方式来处理这些现象，包括通过化学和物理的方式破坏片层间的相互作用，以及通过氧化石墨烯在其表面形成的特殊功能小组来键接各种引发物、单体和其他反应基团等，并在此基础上通过不同的方式对于氧化石墨烯的边缘和表面接枝聚合物。
通过共价法或者非共价法来使得提高GO分散液的稳定性和分散效率越来越受到研究人员的重视，同时也表现出广泛的应用前景。
本文从石墨烯分散的研究现状出发，对石墨烯化学改性的研究方法进行综述，并重点分析了石墨烯共价改性和非共价改性的反应机理。
1.石墨烯分散液的物理方法在分散液的制备方法中，物理方法是相对来说成本较低，见效最快的手段。
而通过水浴超声处理，高剪切混合法，射流空化或者利用微流化等通过物理手段将石墨烯片层剥离为单层或寡层石墨烯来达到分散的目的。
基于氧化石墨烯-二氧化钛的抑菌材料制备及性能研究
基于氧化石墨烯-二氧化钛的抑菌材料制备及性能研究基于氧化石墨烯/二氧化钛的抑菌材料制备及性能研究摘要：随着细菌耐药性问题的日益严峻，研发高效的抗菌材料成为迫切需要解决的问题。
本研究以氧化石墨烯和二氧化钛为基础，制备了一种新型的抑菌材料，并对其性能进行了系统研究。
实验结果表明，该材料能够有效地抑制多种细菌的生长，具有广阔的应用前景。
关键词：氧化石墨烯、二氧化钛、抑菌材料、细菌耐药性 1. 引言细菌耐药性已成为医疗卫生领域的重大难题，各种普通感染也变得愈发困难治疗。
因此，研发新型的高效抗菌材料成为了当务之急。
氧化石墨烯和二氧化钛作为纳米材料具有出色的抗菌性能，被广泛研究和应用。
本研究旨在制备一种基于氧化石墨烯/二氧化钛的抑菌材料，并系统研究其抗菌性能。
2. 实验方法2.1 材料制备首先，收集氧化石墨烯和二氧化钛两种材料，在合适的溶剂中进行均匀分散；然后，通过超声处理和搅拌使其混合均匀形成溶胶；接下来，使用旋涂法将溶胶均匀涂在玻璃基片上；最后，通过热处理将溶胶烘干并形成氧化石墨烯/二氧化钛复合膜。
2.2 性能测试对制备的氧化石墨烯/二氧化钛复合膜进行一系列性能测试，包括物理性能、表面形貌、抗菌性能等。
其中，物理性能包括膜的厚度、硬度、表面粗糙度等指标；表面形貌通过扫描电子显微镜观察；抗菌性能通过菌落计数法和扫描电镜观测进行评估。
3. 结果与讨论3.1 物理性能经过测试，制备的氧化石墨烯/二氧化钛复合膜的厚度为XX mm，硬度为XX；表面粗糙度为XX nm，具有较好的物理性能。
3.2 表面形貌扫描电子显微镜观察结果显示，氧化石墨烯/二氧化钛复合膜表面均匀平整，具有一定的结晶性，表面结构均匀细致，具有较大的比表面积。
3.3 抗菌性能经过抗菌性能测试，制备的氧化石墨烯/二氧化钛复合膜对多种细菌均具有较好的抑制能力。
菌落计数结果表明，复合膜表现出了明显的抗菌效果。
扫描电镜观察结果进一步证实了复合膜能够有效破坏细菌的细胞壁。
石墨烯材料抗菌抗病毒研究进展
物理捕获进入提取氧化应激作用DNA蛋白质物理切割图1 石墨烯材料抗菌主要机制[3]图2 影响石墨烯材料抗菌性能的石墨烯物理化学因素[8]氧化石墨微米氧化石墨烯纳米氧化石墨烯层数层数平均横向尺寸/n m碳/氧比石墨烯纳米片石墨烯纳米片石墨微片25020015010051051105150 100152025能，且不具有明确的规律。
水溶性氧化石墨烯对大肠杆菌和金黄色葡萄菌的抗菌效果比较接近，且其抗菌性能要优于水溶性石墨烯，这可能是由于氧化石墨烯含氧量高，可以通过氧化应激作用显著提高其抗菌性能，采用菌落计数法评估氧化石墨烯抗菌性能见图3所示。
同时，水溶性氧化石墨烯的抗菌性能也会受到石墨烯浓度的影响，但是缺乏足够的浓度—抗菌性能依赖关系，这可能与菌落计数方法存在的计数误差有关。
不同化学结构组成的石墨烯量子点也表现出差异性抗菌作用，氨基外侧石墨烯量子点可促进大肠杆菌增殖，而氨基内侧高氮掺杂石墨烯量子点则对其表现出较强的抑制作用，相对于金黄色葡萄球菌，氨基外侧石墨烯量子点则表现出更加优异的抗菌能力（见图4）。
总体上石墨烯材料均对金黄色葡萄球菌表现出较强到弱的抗菌作用，而对于大肠杆菌，抗菌性能受到材料本身物理化学性质影响变动很大，从较强抗菌到促进增殖均有出现，这些结果表明选择合适的石墨烯原料对于获得良好的抗菌能力极为重要。
对于石墨烯复合纤维，烯望科技通过优化石墨烯原料抗菌性能，加工得到抗菌性能优异的石墨烯复合纤维，对金黄色葡萄球菌和白念球菌的抑菌率达到90%以上，对大肠杆菌也表现出75%的抑菌率。
烯望科技也对市场上其他石墨烯企业的石墨烯复合纤维产品进行了测试，测试结果显示不同厂家的石墨烯复合纤维对于大肠杆菌的抗菌性能均不够理想，远低于70%抑菌率。
仅有2家的石墨烯复合纤维对于金黄色葡萄球菌表现表1 烯望科技石墨烯材料及其复合纤维抗菌性能测试样品名称样品参数抑菌率/%大肠杆菌金黄色葡萄球菌白念球菌水溶性石墨烯<5μm，粉体25.559—水溶性石墨烯1μm，2mg/mL63.128.4—水溶性氧化石墨烯1μm，1.5mg/mL47.453.9—氨基外侧石墨烯量子点<10 nm，1mg/mL-45.878.5—氨基内侧高氮掺杂石墨烯量子点<10nm，粉体75.322.2—石墨烯复合纤维01烯望科技789592石墨烯复合纤维02烯望科技779794石墨烯粘胶纤维01其他企业产品-3443.3—石墨烯粘胶纤维02其他企业产品25.628—石墨烯粘胶纤维03其他企业产品5999.6—石墨烯粘胶纤维04其他企业产品32.295.6—石墨烯粘胶纤维05其他企业产品 2.689.4—石墨烯复合涤纶其他企业产品11.185.2—石墨烯聚对苯二甲酸乙二酯纤维其他企业产品8.622.8—氧化石墨烯纱布烯望科技14.497.7—还原氧化石墨烯纱布烯望科技29.694.3—水溶性石墨烯纱布烯望科技47.492—注：1.石墨烯复合纤维抗菌测试均参照国标GB/T2 0944.3—20082.石墨烯复合纱布抗菌测试参照国标GB/T 20944.2—2007出良好的抗菌能力，分别为99.6%和95.6%。
基于氧化石墨烯的纳米材料在抗菌中的应用研究
细 菌感 染 曾经 是 危 害 人类 健 康 的第 一 杀手 ， 自 弗 莱 明发现 青霉 素 以来 ， 抗 生 素 的 使 用挽 救 了数 以 亿计的生命 ， 一度 被认 为 是治 疗感 染 的“ 万 能 药 物” 。然 而近 年 来 随着 抗 生 素 的不 合 理 应 用 ， 其 治 疗 效果 在不 断下 降 ， 抗 生 素 的危 机 主 要 源 于细 菌 耐 药 的产生 及 大 量 药 物 不 良反 应 的 出 现 。２ ０ １ ４年 ４
关键词 ： 细菌感 染 ； 抗生素 ； 纳 米材料 ； 氧化 墨烯 ； 抗 菌
中 图分 类 号 ： Ｒ ３ １ ８ ． ０ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ４ ８ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — ０ ０ ６ ８ － ０ ４
１ 抗 生素 的危机
越差 ， 抗生素滥用不仅加速了细菌耐药性的生成 ． 同时 由于 感 染 得 小 到 有 效 控 制 而倍 数 增 加 的 药 物 剂 量 也 导敛 了药 物 不 良反
应 的快速攀 升 ， 加之新药研发的巨大投入（ 资金 、 人员 、 时间 ） 与研 发滞后 、 收效甚 微问 的反差 ， 这些都使 抗ｑ 三 素治疗感 染性疾
赵 荣涛 ， 李杨 ， 贺 亚南 ， 许金 坤 ， 董世 彪 ， 卢晓 ， 宋宏彬 ， 郝 荣章 ， 孙岩 松
１ ． 军 事 医学 科 学 院疾 病 预 防控 制 所 ， ｊ 匕 京 １ ０ ０ ０ ７ １ ； ２ ． 军 事 医 学科 学 院 科 技 部
摘要 ： 当前尽管药物研 发及制药Ｔ艺达到了很 高水平 ， 但细菌感染性疾病依 旧威胁着 人类健康 。传统抗 生素治疗 效果越 来
石墨烯含氧官能团种类对其抗菌性能的影响
石墨烯及其衍生物，包括氧化石墨烯和还原氧化石墨烯，都表现出良好的抗菌性能，然而其抗菌机制仍有待深入研究。
石墨烯及其衍生物的抗菌性能与其物理状态和周围环境密切相关，包括石墨烯的厚度、形状、尺寸和表面修饰等。
氧化石墨烯的含氧官能团主要包括羟基、环氧基、羰基和羧基。
细菌对含有不同种类含氧官能团的石墨烯是否会有不同行为响应，目前人们还不是很清楚。
中国科学院上海硅酸盐研究所刘宣勇课题组针对这一问题，采用电泳沉积技术在钛片表面制备氧化石墨烯涂层，然后通过不同还原方法处理氧化石墨烯，得到含有不同种类含氧官能团的还原氧化石墨烯，并研究了它们对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的抗菌规律和作用机制。
真空热处理可有效去除氧化石墨烯上的羧基，水合肼还原可有效去除环氧基，硼氢化钠还原可有效去除羰基。
三种不同还原方法处理氧化石墨烯后得到的还原氧化石墨烯展现出了不同的抗菌行为。
与氧化石墨烯相比，去除羰基的还原氧化石墨烯保留了较好的抗菌性能，能有效抑制细菌在样品表面的粘附并杀死粘附在样品表面的细菌，去除环氧基的还原氧化石墨烯虽然也能够抑制细菌的粘附，但并不能够有效杀死粘附在样品表面的细菌，而去除羧基的还原氧化石墨烯既不能抑制细菌的粘附也不能杀死粘附在样品表面的细菌。
因为羧基的存在，氧化石墨烯表面呈现出负电性，而细菌表面也带负电，负电性的样品表面可以通过静电排斥抑制细菌的粘附，电性越负的样品表面抑制效果越显著。
同时，样品表面产生的活性氧水平与羟基和环氧基的含量呈正相关，较高的活性氧水平会破坏细菌膜并引起细菌的死亡。
氧化石墨烯经不同还原方法处理得到的还原氧化石墨烯，其含氧官能团的种类和数量存在差异，因而对细菌产生了不同的行为响应，导致了不同的抗菌性能。
研究者希望通过该文章的视角为理解石墨烯及其衍生物的抗菌性能提供一个新的思路，也为石墨烯用于生物医用材料的表面改性提供技术支持。
石墨烯材料抗菌抗病毒研究进展
石墨烯材料抗菌抗病毒研究进展作者：金秀龙丁古巧来源：《新材料产业》2020年第02期近些年来，由于各种抗生素药物的滥用导致致病细菌和病毒出现了顽强的耐药性，因此，开发和设计新的广谱高效、低成本、低風险和简单易得的抗菌抗病毒产品就显得尤为重要。
金属和碳纳米材料凭借其合成简单、结构性能高度可调、抗菌性能优异等特性已被广泛应用到抗菌抗病毒领域[1]。
石墨烯及其衍生物作为一类重要的新兴二维多功能纳米材料，以其优异的广谱抗菌抗病毒能力、不会诱导细菌产生耐药性、制备工艺简单、较好的生物相容性等优点[2]，相对于传统抗菌抗病毒成分，在生物医学、家居纺织、建筑工程等领域均表现出良好的应用潜力。
1 石墨烯材料抗菌抗病毒机制石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯及其衍生物，如石墨烯（Gr）、氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）、液相剥离石墨烯（LPEG）、石墨烯量子点（GQDs）等均具有独特的二维表面化学结构和尖锐的物理边缘结构。
其中，GO是目前研究最多的一类抗菌抗病毒石墨烯材料。
根据报道，石墨烯材料的抗菌抗病毒能力主要基于以下几种机制的混合协同作用：①物理切割，也称“纳米刀”（Nano—Knives），石墨烯材料尖锐物理边缘可有效切割细菌病毒表面，破坏细胞壁和膜结构，造成胞内物质泄漏和代谢紊乱，最终导致细菌病毒死亡，是石墨烯材料的主要抗菌抗病毒机制之一；②膜表面成分提取（Insertion and Extraction），石墨烯材料具有大的比表面积和疏水性，可以有效通过接触或插入方式吸附结合细菌病毒表面的磷脂分子，从而破坏其细胞膜结构引起细菌病毒死亡；③物理捕获（Wrapping），石墨烯材料会通过包裹方式将细菌同周围介质隔离，进而阻断其增殖，起到抑菌作用；④氧化应激作用（ROS），在同细菌接触过程中，石墨烯表面缺陷和尖锐的边缘结构均会诱导细菌产生活性氧成分，从而导致其正常生理代谢紊乱，造成细菌死亡（图1）[3]。
石墨烯抗菌原理
石墨烯抗菌原理
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有许多独特的性质，其中之一就是其出色的抗菌性能。
石墨烯抗菌的原理主要有以下三个方面：
1. 机械作用：石墨烯具有极高的表面积和极薄的厚度，可以通过直接接触杀死细菌。
石墨烯的表面可以切断细菌细胞壁，阻止其正常的代谢和生长，从而达到抗菌的作用。
2. 氧化作用：石墨烯在光照和空气中可以发生氧化反应，形成大量活性氧和自由基，这些具有极强的氧化作用的物质可以直接破坏细菌的细胞膜和DNA分子，从而达到抗菌的作用。
3. 免疫作用：石墨烯对细胞免疫系统具有调节作用，可以增强机体的免疫力，提高身体对细菌的抵抗能力，从而达到抗菌的作用。
综上所述，石墨烯的抗菌原理是一种综合的作用，不仅可以直接破坏细菌细胞，同时还可以增强机体的免疫力，提高身体对细菌的抵抗能力，是一种非常有效的抗菌材料。
- 1 -。
氧化石墨烯及其复合材料在抗菌领域的研究进展
氧化石墨烯及其复合材料在抗菌领域的研究进展
刘军;丁国新;胡跃祥;孙晨枫
【期刊名称】《化工新型材料》
【年(卷),期】2024(52)3
【摘要】全球范围内的细菌耐药性增强,传统的抗生素方案逐渐力不从心,抗菌新方案的研发刻不容缓。
近年来,氧化石墨烯(GO)因其独特的二维结构和难以形成耐药性的抗菌机理引起了研究人员的关注,成为了抗菌领域的新宠。
但由于GO的抗菌性能易受多种因素影响,限制了其广泛应用的可能。
因此,从GO的合成方法和抗菌机理入手,着重介绍了GO的抗菌功能化及其复合材料的应用研究进展,并对将来GO基材料在抗菌领域的发展做出展望。
【总页数】7页(P1-7)
【作者】刘军;丁国新;胡跃祥;孙晨枫
【作者单位】安徽理工大学材料科学与工程学院;安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.纳米银-氧化石墨烯复合材料抗菌性能研究进展
2.氧化石墨烯及其金属类复合材料的抗菌性能研究进展
3.石墨烯及氧化石墨烯在纺织领域的抗菌应用
4.氧化石墨
烯/二氧化硅复合材料的制备及其在吸附领域应用研究进展5.聚乳酸/石墨烯基抗菌复合材料在骨修复领域的研究进展
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纳米级电路 电化学生 物传感器 抗菌剂 载体
高性能激 光器 医疗成像 装置
石墨烯
复合 材料
研究背景
上海应用物理所物理生物学实验室 的博士研究生胡文兵等在樊春海和黄庆 研究员的指导下探索了氧化石墨烯的抗 菌特性，发现氧化石墨烯纳米悬液在与 大肠杆菌孵育2小时后，对其抑制率超 过90%，进一步的实验结果表明氧化石 墨烯的抗菌性源于其对大肠杆菌细胞膜 的破坏。更重要的是，氧化石墨烯不仅 是一种新型的优良抗菌材料，而且对哺 乳动物细胞产生的细胞毒性很小。 Graphene-Based Antibacterial Paper. Wenbing Hu, Cheng Peng, Weijie Luo, Min Lv, Xiaoming Li, Di Li, Qing Huang and Chunhai Fan，ACS Nano, 2010, 4 (7), pp 4317–4323）。
氧化石墨烯和石墨烯的抗菌活性研究
汇报人：张斌 博士生 导 师：谭绍早 教授 单 位：暨南大学
研究背景
防霉包装 家具，装修 抗菌陶瓷制品
长效抗菌 材料
抗菌纤维制品 抗菌玻璃制品
随着生活水平的提高，人们对生存环境的质量和卫生 水平提出了更高的要求，特别是对健康的意识也在不断增
强。长效抗菌材料及制品的研究和发展越来越受到人们的
石墨烯 Graphene
氧化石墨烯 Graphene Oxide (GO)
还原
Reduced Graphene Oxide (rGO)
GO/rGO的制备
Hummers法制备氧化石墨烯
石墨预氧化 石墨粉、硫酸钾、五氧化二磷、浓硫酸
石墨再氧化
高锰酸钾、双氧水 氧化石墨烯还原成石墨烯
氧化石墨烯 → 超声 → 水合肼还原
石墨烯在高浓度 和低浓度下均未发 现有杀菌效果。
细菌生长曲线
3 2.5 2
CK
1.5 1
GO rGO
低浓度氧化石墨烯和 石墨烯作用下的细菌 生长曲线
0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 25 26 27 28 29 30
E. coli
CK
OD600
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 25 26 27 30
Thank you
石墨烯
(rGO)
金黄色葡萄球菌
(S. aurues)
?
研究内容
1
2 3
• GO/rGO的制备与表征 • GO/rGO的抗菌活性研究
• 抗菌机理探索
技术路线
杀菌率 GO/rGO制备 抗菌 细菌生长曲线 TEM XRD FTIR TEM 胞外离子浓度
1
GO/rGO的制备与表征
石墨 Graphite
0.5
OD260
0.2 ck 0.1 GO
0.4 0.3 0.2
CK GO
rGO
0
0.1
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-0.1
0 2 4 6 8 10 12
-0.1
E. coli
S. aureus
经GO/rGO处理过的细菌核酸泄露并不比未处理过的
细菌高，可以判断细胞膜是完整的。
胞外离子浓度
透射电镜图像
氧化石墨烯 氧化石墨烯具有片层结构 石墨烯：超薄的单片层结构 石墨烯
2
GO/rGO的抗菌活性研究
抗菌活性实验
GO / rGO
37±1℃
24h
稀释至不同 浓度梯度
E. coli
S. aureus
37±1℃ 24 h
杀菌率测试
氧化石墨烯在浓 度达到3000 mg/L及 以上时，作用6小时 后杀菌率达到100%；
(A) 石墨 (B) 氧化石墨烯 (C) 石墨烯
XRD衍射图像
红外光谱ห้องสมุดไป่ตู้像
(A) 氧化石墨烯 (B) 石墨烯
石墨特征吸收峰2θ = 26.4o
1727 cm-1
1006 cm-1 1634 cm-1 ,1627-1
νC=O
νC-O νC=C
氧化石墨烯特征峰2θ = 26.4o
石墨烯特征吸收峰2θ = 25.0o
S. aureus
低浓度GO/rGO处理的细菌生长状况良好，说明在低浓度时 GO/rGO未表现出抗菌活性。
3
抗菌机理探索
E. Coli
S. Aureus (a) 未经处理 (b) 氧化石墨烯(3000ppm)处理 (c)石墨烯(3000ppm)处理
细菌表面未被破坏，细胞膜完整性良好
核酸泄露
0.3
关注，并已广泛地应用于日常生活中。
研究背景
长效抗菌 材料及制品
天然抗菌剂 无机抗菌剂 有机抗菌剂 复合抗菌剂
抗菌剂开始从单一活性组分向两活性或多
活性组分的复合抗菌剂发展，可以提高抗菌 活性和增加抗菌谱，减少不稳定的银等活性 组分的用量，降低成本。
研究背景
石墨烯是由单碳原子层构成的新型二维原子晶体， 其基本结构单元为稳定的苯六元环，是目前世界上 最薄的二维材料，其潜在的应用领域如下：
氧化石墨烯表现出杀 菌效果时（3000 ppm）， 胞外K离子浓度与对照 组差异明显。
K离子溶出细胞体外， 导致细菌细胞因生理活 性丧失而死亡。
结论
①氧化石墨烯在浓度达到3000 mg/L及以上时 显示出优异的抗菌活性（6小时杀菌率100%）；
②石墨烯在高浓度和低浓度下均未发现抗菌活 性；
③氧化石墨烯的抗菌作用是通过改变细菌细胞 的离子通道而使其离子溶出细胞体外，从而导致 细菌细胞因生理活性丧失而死亡。
研究背景
石墨烯（氧化石墨烯）
我们的思路：
1、研究石墨烯（氧化石墨烯）载体的抗菌活性。 2、利用石墨烯/氧化石墨烯优异的结构性能，及易 修饰的特点，在表面组装纳米金属（铜、银等），期 望通过载体与纳米金属的协同抗菌作用提高活性，降 低成本。
纳米金属
研究背景
氧化石墨烯
(GO)
大肠杆菌
(E. coli)