石墨烯氧化物（GO）和氧化石墨烯：应用

氧化石墨烯(氧化石墨烯，产品编号763705)是一种特殊的材料，被观察为石墨的一个孤立的单分子层，具有许多含氧官能团，如环氧，羰基，羧基和羟基。^1，2，3

石墨烯是一种单层石墨，首次被分离和研究后，人们对氧化石墨烯的认识大增。^4.最初，人们希望氧化石墨烯可能是石墨烯的合成前体。^5.当氧化石墨烯电绝缘性降低时，氧化石墨烯(氧化石墨烯，产品编号)的浓度增加777684)形成的结构与石墨烯相似，但除了结构缺陷外，还含有残余氧和额外的杂原子。^6,7.

还原氧化石墨烯的生产工艺更类似于原始石墨烯，这是该领域令人难以置信的测试。然而，由于还原氧化石墨烯可以由水溶液分散成薄膜去在水中具有合理的导电性，适合在电子器件中应用。^{8,9,10,11,12.}氧化石墨烯和还原氧化石墨烯除了作为电子器件的组成部分外，还被用于纳米复合材料，欧洲杯足球竞彩^13、14聚合物复合材料欧洲杯足球竞彩¹³能量储存,¹⁴生物医学应用^15、16、17催化^18、19、20作为表面活性剂²¹在这些区域有一些交叉点。

氧化石墨烯的合成与还原

目前许多氧化石墨烯的合成技术都是建立在Hummers最初描述的技术基础上的，即用硫酸中高锰酸钾溶液氧化石墨烯。²²介绍了用联氨降低氧化石墨烯的方法。^5.尽管如此，联氨是剧毒的，可能会使氧化石墨烯与氮杂原子官能化。²³由于这些问题，肼的替代品，包括NaBH_4.那¹⁴抗坏血酸,²⁴和嗨^25,26其他的则被用来减少氧化石墨烯的含量。氧化石墨烯可以以薄膜或水溶液的形式减少。最近对还原技术进行了评价。^6.

电子产品

许多电子设备都是用氧化石墨烯作为一种基本材料制造的。其中一个器件是石墨烯建立的场效应晶体管(get)。^{27日、28日}使用还原氧化石墨烯的场效应晶体管(fet)已被用作化学传感器^{29、30、31日}和生物传感器。图1显示了get传感器的示意图。³¹使用功能化还原氧化石墨烯作为半导体的gfet有时被用作生物传感器，以发现激素儿茶酚胺分子，³²抗生物素蛋白³³和DNA。³⁴在进一步的研究中，将氧化石墨烯与葡萄糖氧化酶功能化并放置在电极上作为电化学葡萄糖传感器。³⁵

可见光透明电极对发光二极管(led)和太阳能电池设备都至关重要。由于氧化石墨烯可以在溶液中处理，因此使用还原氧化石墨烯作为透明电极是一种合适的替代其他透明电极(如ITO)的器件。^36,37除了作为透明电极，Rgo在聚合物太阳能电池和LED中被用作空穴传输层。^38、39

图1。(a)典型的Si/SiO背门get₂用作气体传感器的衬底。(b)在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上作为化学和生物传感器的典型溶液门get。复制从引用31获得了国家科学研究中心(CNRS)和皇家化学学会的许可。

能量存储

还原氧化石墨烯纳米复合材料已被应用于高容量储能领域锂离子电池．在这些研究中，电绝缘的金属氧化物纳米颗粒被吸附到还原氧化石墨烯上，以提高材料在电池中的性能。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台^{40、41、42、43、44岁}例如，铁的储能能力和循环常数被证明是提高的_3.O._4.还原氧化石墨烯与纯铁的对比_3.O._4.或铁₂O._3.(图2)。⁴³大表面积还原氧化石墨烯，利用微波去角质和减少氧化石墨烯。产生的大表面积还原氧化石墨烯有利于作为超级电容器的储能材料。^45、46

图2。(a) GNS/Fe的放电/电荷分布_3.O._4.合成的。(b)商用铁的循环性能_3.O._4.粒欧洲杯猜球平台子，GNS / Fe_3.O._4.复合裸铁₂O._3.颗欧洲杯猜球平台粒在电流密度为35 mA / g固体符号，放电;空心符号，充电。（c）GNS / FE的循环性能_3.O._4.电流密度为700 mA/g，循环100次。(d)商业铁的费率表现_3.O._4.粒欧洲杯猜球平台子，GNS / Fe_3.O._4.复合材料和裸铁₂O._3.不欧洲杯猜球平台同电流密度的粒子。GNS = rGO。经参考43．版权所有2010年美国化学学会。

生物医学应用

氧化石墨烯在生物医学领域的一个应用是作为给药结构的一个元素。功能化纳米氧化石墨烯(nGO，产物编号795534）用于许多关于抗癌药物的靶向分布的调查。聚乙二醇（PEG）用SN38官能化NGO，一种Camptothecin（产品编号H0165)衍生物，吸附在表面(nGO-PEG-SN38)作为药物的水溶性和血清可溶性基础。⁴⁷在这项研究中，在降低人结肠癌细胞系HTC-116的细胞能力方面，nGO-PEG-SN38的影响比FDA接受的SN38前药伊立替康(CPT-11)大三个数量级(图3)。⁴⁷

如图3所示，nGO-PEG-SN38在DMSO中的成功率与SN38相当。⁴⁷小鼠黑素瘤皮肤癌采用近红外激光光热消融治疗，采用PEG和透明质酸功能化并经皮分布的非政府组织。⁴⁸以抗癌药物盐酸阿霉素(DXR，产品号)为载体，将磁铁矿吸附到氧化石墨烯上D1515和44583在另一项使用磁铁将药物定向分布到某些部位的研究中。⁴⁹

图3。体外细胞毒性试验。(a) HCT-116细胞与CPT-11、SN38和NGO-PEG-SN38在不同浓度下孵育72小时的相对细胞活力数据(与未处理对照相比)。将游离SN38溶于DMSO并在PBS中稀释。水溶性NGO-PEG-SN38在DMSO中表现出与SN38相似的毒性，远高于CPT-11。(b)含(红色)SN38和不含(黑色)SN38的nGO-PEG孵育HCT-116细胞的相对细胞活力数据。纯NGO-PEG即使在很高的浓度下也没有明显的毒性。误差条是基于三联体样本的。非政府组织=非政府组织。经参考47．版权所有2008年美国化学学会。

生物传感器

去rGO已被雇用作为创建的许多系统的部分以寻找生物学上适当的分子。已经在生物传感器中用作为荧光猝灭材料，其应用荧光共振能量转移（FRET）效应。在Lu等人的研究中，发现具有荧光标签的单链DNA（SSDNA），以在淬火标签的荧光之后进行无共使用。⁵⁰添加互补的SSDNA将标记的DNA与去表面分离并恢复荧光。荧光素分类ATP Aptamer另外使用荧光凋亡，以感测ATP低至10μm。⁵¹叶酸功能化氧化石墨烯作为一种元素用于检测人宫颈癌和人乳腺癌细胞。⁵²

MiliporeSigma提供高质量的氧化石墨烯产品，满足最新和先进的材料研究要求。欧洲杯足球竞彩

致谢

由来自MiliporeSig欧洲杯足球竞彩ma的Avery Luedtke博士原创的材料制作

参考资料及进一步阅读

1. 康普顿,o . c;氧化石墨烯、高度还原氧化石墨烯和石墨烯:碳基材料的通用构建块小2010那6., 711年。
2. 毛,美国;聚氨酯,h;石墨烯氧化物及其还原的研究进展RSC睡觉。那2012那2, 2643年。
3. 德雷尔,d . r .;公园,美国;Bielawski, c·w·;氧化石墨烯的化学性质化学。Soc。牧师。2010那39，228。
4. 诺沃肖洛夫k . s .;海姆,a . k .;Morozov美国诉;江,d;张,y;Dubonos美国诉;杰,我诉;原子薄膜的电场效应欧洲杯线上买球2004那306666。
5. Gilje,美国;汉族,w;王,m;王,k . l .;石墨烯在器件应用中的化学路线Nano。2007那7.3394。
6. 蔡,c k;氧化石墨烯的化学还原:一种合成化学观点化学。Soc。牧师。2014那43, 291年。
7. 裴,美国;程,氯。氧化石墨烯的还原碳2012那50, 3210年。
8. 朱,y;Murali,美国;Cai, w;李，x ;;Suk，J. W ;;Potts，J.R .;Ruoff，R. S。石墨烯和石墨烯：合成，性质和应用放置板牙。2010那22, 3906年。
9. 陈,d;冯,h;氧化石墨烯的制备、功能化及其电化学应用化学。牧师。2012那112, 6027年。
10. 湾,x;黄,y;石墨烯和氧化石墨烯在能源和光电领域的应用Acc。化学。Res。2012那45, 598年。
11. Eda, g;化学衍生的氧化石墨烯:面向大面积薄膜电子学和光电子学放置板牙。2010那22，2392。
12. 湾,x;长,g;黄,l;石墨烯是一种很有前途的有机光伏电池材料放置板牙。2011那23，5342。
13. 黄,x;气,x;f . Boey);石墨烯基复合材料化学。Soc。牧师。2012那41666。
14. Lightcap i;石墨烯基纳米复合材料在太阳能转换、存储和传感中的应用前景Acc。化学。Res。2013那46, 2235年。
15. 太阳,x;刘,z;核心，k。;罗宾逊,j . t .;Goodwin，A .;条律，s .;戴，H.纳米石墨烯氧化物，用于细胞成像和药物递送Nano。Res。2008那1，203。
16. chung，c .;金，y-k;Shin，D .;ryoo，s-r。红，B. H. Min，D-H.石墨烯和石墨烯的生物医学应用Acc。化学。Res。2013那46, 2211年。
17. 王,y;李,z;王,j .;李,j .;石墨烯和氧化石墨烯:生物功能化及其在生物技术中的应用生物科技趋势》。2011那29，205。
18. 石墨烯在碳纳米材料中的应用欧洲杯足球竞彩angew。化学。int。编辑。2011那50, 46岁。
19. 叶、t f;Syu J-M。;程,c;Chang的张茵。氧化石墨作为水制氢光催化剂的研究放置功能。板牙。2010那20., 2255年。
20. 德雷尔,d . r .;贾,惠普。石墨烯氧化物:一种促进氧化和水合反应的方便碳催化剂angew。化学。int。编辑。2010那49, 6813年。
21. Kim，J .;Cote，L. J ;;富兰克林金，F。袁，w ;;Shull，K. R .;Huang，J.界面的石墨烯氧化物片j。化学。Soc。2010那132, 8180年。
22. 悍马,w·s·;石墨氧化物的制备j。化学。Soc。1958那80, 1339年。
23. Shin H-J。金,k . k .;Benayad, a;尹,sm,;公园,h . k .;荣格,is;m·h·金;宋,H-K;金,j . m .;崔j y。 Lee, Y. H. Efficient Reduction of Graphite Oxide by Sodium Borohydride and Its Effect on Electrical Conductance放置功能。板牙。2009那191987年。
24. Fernandez-Merino m . j .;‘l;帕雷德斯,j . i;Villar-Rodil,美国;Solis-Fernandez p;Martinez-Alonso, a;Tascón, J. M. D.维生素C是肼还原氧化石墨烯悬浮液的理想替代品期刊。化学。C2010那114, 6426年。
25. 月亮,k;李,j .;罗夫R.S.;化学石墨化还原氧化石墨烯NAT。安排。2010那173。
26. 裴,美国;赵,j .;杜,j .;任,w;程,氯。氢氟酸直接还原氧化石墨烯成高导电柔性石墨烯薄膜碳2010那48, 4466年。
27. 苏、bxcy;徐,y;张,w;赵,j .;刘,a;唐,x;蔡、碳氢键;黄,y;李,L-J。乙醇蒸汽对氧化石墨烯中石墨结构的高效修复ACS Nano2010那4., 5285年。
28. 王,美国;Ang, p . k .;王,z;唐丽丽;丁字裤，j.t.l.;高迁移率，可印刷，和溶液处理石墨烯电子Nano。2010那1092。
29. 陆,g;公园,美国;Yu, k;罗夫,r s;Ocola l . e .;Rosenmann d;高还原氧化石墨烯气体传感技术的研究进展ACS Nano2011那5., 1154年。
30. 陈,k;陆,g;常,j .;毛,美国;Yu, k;崔,美国;关键词:纳米金，热还原氧化石墨烯，离子检测欧洲杯猜球平台肛交。化学。2012那84, 4057年。
31. 他问:;吴,美国;阴,z;基于石墨烯的电子传感器化学。科学。2012那3.1764年。
32. 他问:;Sudibya h . g .;阴,z;吴,美国;李,h;f . Boey);黄,w;陈,p;还原氧化石墨烯薄膜的制备与传感ACS Nano2010那4., 3201年。
33. 他问:;吴,美国;高，s .;Cao，x;阴,z;李,h;陈,p;张，H.透明，柔性，全氧化石墨烯氧化膜晶体管ACS Nano2011那5., 5038年。
34. Cai，b .;王，s .;黄,l;宁，y .;Zhang，Z .;张，g-j。通过还原的石墨烯氧化物场效应晶体管生物传感器无敏感标记的PNA-DNA杂交检测ACS Nano2014那8., 2632年。
35. 刘,y;Yu, d;曾,c;苗族,z;基于氧化石墨烯的葡萄糖生物传感器兰姆尔那2010那26, 6158年。
36. Matyba p;山口,h;Eda, g;Chhowalla m;埃德曼l;石墨烯和移动离子:全塑料、溶液处理发光器件的关键ACS Nano2010那4., 637年。
37. Becerril h·a·;毛,j .;刘,z;斯托尔滕贝格,r . m .;包,z;陈勇。氧化石墨烯薄膜作为透明导体的性能评价ACS Nano2008那2, 463年。
38. 萨哈,s . k .;Bhaumik,美国;Maji t;Mandal, t . k .;用相同的活性材料对发光二极管和光伏器件的溶液处理还原氧化石墨烯欧洲杯足球竞彩RSC睡觉。2014那4., 35493年。
39. 李，s-s .;涂，k-h;林，C-C;陈，c-w ;;ChhowAlla，M.溶液 - 加工石墨烯氧化物作为高分子太阳能电池的有效空穴传输层ACS Nano2010那4.3169。
40. 王,h;崔,l f。杨,y;Casalongue h . s .;罗宾逊,j . t .;梁,y;崔,y;戴、h·锰_3.O._4.-Graphene杂交作为锂离子电池的高容量阳极材料j。化学。Soc。2010那132，13978。
41. 杨,美国;冯,x;Ivanovici,美国;Müllen, K.石墨烯封装氧化纳米粒子的制备:高性能锂存储阳极材料欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台angew。化学。int。编辑。2010那49, 8408年。
42. 李,j·k·;史密斯,k b;海,c . m;硅纳米颗粒-石墨烯纸复合材料的锂离子电池阳极欧洲杯猜球平台化学。安排。2010那46, 2025年。
43. 周,g;王、dw;李,f;张,l;李:;吴、Z-S;温,l;吕国强(M);程,氯。Graphene-Wrapped菲_3.O._4.提高可逆容量和循环稳定性的锂离子电池负极材料化学。板牙。2010那22, 5306年。
44. 张,m;Lei, d;阴,x;陈,l;李,问:;王,y;Wang T. magnetic properties and Graphene Composites: Microwave Irradiation Synthesis and Enhanced Cycling and Rate performance of Lithium Ion Batteries .(王涛j .板牙。化学。2010那20., 5538年。
45. 朱,y;Murali,美国;短距起落,医学博士;Ganesh k;j .;Cai, w;费雷拉,p . j .;Pirkle, a;华莱士,r . m .;Cychosz k . a; Thommes, M.; Su, D.; Stach, E. A.; Ruoff, R. S. Carbon-Based Supercapacitors Produced by Activation of Graphene欧洲杯线上买球2011那3321537年。
46. 朱,y;Murali,美国;短距起落,医学博士;Velamakanni, a;劲风,r·d·;微波辅助下超电容器氧化石墨的剥离与还原碳2010那48, 2118年。
47. 刘,z;罗宾逊,j . t .;太阳,x;聚乙二醇化纳米氧化石墨烯用于水不溶性癌症药物的递送j。化学。Soc。2008那130, 10876年。
48. 荣格,h . s .;香港w·h·;唱,d . k .;李,我。Beack s e;Keum d·h·;金,k . s .;Yun, s . h .;纳米氧化透明质酸偶联物光热消融治疗皮肤癌ACS纳米。2014那8., 260年。
49. 杨，x;张，x;马，y;易。王,y;陈，Y。超顺磁性石墨烯氧化物-FE_3.O._4.纳米颗粒混欧洲杯猜球平台合控制的靶向药物载体j .板牙。化学。2009那19, 2710年。
50. Lu，C-H;杨，H-H;朱，C-L。陈，Z .;陈，g-n。用于传感生物分子的石墨烯平台angew。化学。int。编辑。2009那48, 4785年。
51. 王,y;李,z;胡,d;林、C-T;李,j .;纳米配合物/氧化石墨烯在细胞原位分子探测中的应用j。化学。Soc。2010那132, 9274年。
52. 歌,y;陈,y;冯,l;任,j .;关键词:石墨烯，靶向功能化，肿瘤细胞，协同过氧化物酶活性化学。安排。2011那47, 4436年。

这些信息已经从默克公司提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问默克公司。