改性氧化石墨材料

在GO還原成RGO的過程中，材料的導電性、禁帶特性和折射率都會發(fā)生連續(xù)變化，形成獨特而優(yōu)異的可調(diào)諧型新材料。2014年，澳大利亞微光子學中心賈寶華教授領(lǐng)導的科研小組***發(fā)現(xiàn)在用激光直寫氧化石墨烯薄膜形成微納米結(jié)構(gòu)的過程中，材料的非線性可以實現(xiàn)激光功率可控的動態(tài)調(diào)諧。與傳統(tǒng)的非線性材料相比，氧化石墨烯的三階非線性高出了整整1000倍，隨著氧化石墨烯中的氧成分逐漸減少，而非線性也呈現(xiàn)出被動態(tài)調(diào)諧的豐富變化。不但材料的非線性系數(shù)的大小產(chǎn)生改變，其非線性吸收和折射率也發(fā)生變化，并且，這種豐富的非線性特性完全可以實現(xiàn)動態(tài)操控。石墨烯具有很好的電學性質(zhì)，但氧化石墨本身卻是絕緣體(或是半導體)。改性氧化石墨材料

RGO制備簡單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙，可以實現(xiàn)超寬譜（從可見至太赫茲波段）探測。氧化石墨烯的還原程度對探測性能有***影響，隨著氧化石墨烯還原程度的提高，探測器的響應率可以提高若干倍以上。因此，在CVD石墨烯方案的基礎(chǔ)上，研究者開始嘗試使用還原氧化石墨烯制備類似結(jié)構(gòu)的光電探測器。對于RGO-Si器件，帶間光子躍遷以及界面處的表面電荷積累，是影響光響應的重要因素[72]。2014年，Cao等[73]將氧化石墨烯分散液滴涂在硅線陣列上，而后通過熱處理對氧化石墨烯進行熱還原，制得了硅納米線陣列(SiNW)-RGO異質(zhì)結(jié)的室溫超寬譜光探測器。該探測器在室溫下，***實現(xiàn)了從可見光(532nm)到太赫茲波(2.52THz，118.8mm)的超寬譜光探測。在所有波段中，探測器對10.6mm的長波紅外具有比較高的光響應率可達9mA/W。烏蘭察布改性氧化石墨氧化石墨能夠應用在交通運輸、建筑材料、能量存儲與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域。

太赫茲技術(shù)可用于醫(yī)學診斷與成像、反恐安全檢查、通信雷達、射電天文等領(lǐng)域，將對技術(shù)創(chuàng)新、國民經(jīng)濟發(fā)展以及**等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。作為極具發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)，2004年，美國**將THz科技評為“改變未來世界的**技術(shù)”之一，而日本于2005年1月8日更是將THz技術(shù)列為“國家支柱**重點戰(zhàn)略目標”**，舉全國之力進行研發(fā)。傳統(tǒng)的寬帶THz波可以通過光整流、光電導天線、激光氣體等離子體等方法產(chǎn)生，窄帶THz波可以通過太赫茲激光器、光學混頻、加速電子、光參量轉(zhuǎn)換等方法產(chǎn)生。

氧化石墨烯（GO）在很寬的光譜范圍內(nèi)具有光致發(fā)光性質(zhì)，同時也是高效的熒光淬滅劑。氧化石墨烯（GO）具有特殊的光學性質(zhì)和多樣化的可修飾性，為石墨烯在光學、光電子學領(lǐng)域的應用提供了一個功能可調(diào)控的強大平臺[6]，其在光電領(lǐng)域的應用日趨***。氧化石墨烯（GO）和還原氧化石墨烯（RGO）應用于光電傳感，主要是作為電子給體或者電子受體材料。作為電子給體材料時，利用的是其在光的吸收、轉(zhuǎn)換、發(fā)射等光學方面的特殊性質(zhì)，作為電子受體材料時，利用的是其優(yōu)異的載流子遷移率等電學性質(zhì)。本書前面的內(nèi)容中對氧化石墨烯（GO）、還原氧化石墨烯（RGO）的電學性質(zhì)已經(jīng)有了比較詳細的論述，本章在介紹其在光電領(lǐng)域的應用之前，首先對相關(guān)的光學性質(zhì)部分進行介紹。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)，降低氧化程度，降低難分解的芳香族官能團。

與石墨烯量子點類似，氧化石墨烯量子點也具備一些特殊的性質(zhì)。當GO片徑達到若干納米量級的時候?qū)霈F(xiàn)明顯的限域效應，其光學性質(zhì)會隨著片徑尺寸大小發(fā)生變化[48]，當超過某上限后氧化石墨烯量子點的性質(zhì)相當接近氧化石墨烯，這就提供了一種通過控制片徑尺寸分布改變氧化石墨烯量子點光響應的手段。與GO類似，這種pH依賴來源于自由型zigzag邊緣的質(zhì)子化或者去質(zhì)子化。同樣，這也可以解釋以GO為前驅(qū)體通過超聲-水熱法得到的石墨烯量子點的光發(fā)射性能，在藍光區(qū)域其光發(fā)射性能取決于zigzag邊緣狀態(tài)，而綠色的熒光發(fā)射則來自于能級陷阱的無序狀態(tài)。通過控制氧化石墨烯量子點的氧化程度，可以控制其發(fā)光的波長。這一類量子點的光學性質(zhì)類似于GO，這說明只要片徑小于量子點，都會產(chǎn)生同樣的光學效應，也就是在結(jié)構(gòu)上存在一個限域島狀SP2雜化的碳或者含氧基團在功能化過程中引入的缺陷狀態(tài)。氧化石墨的親水性好，易于分散到水泥基復合材料中。改性氧化石墨材料

氧化石墨中存在大量親水基團(如羧基與羥基)，在水溶液中容易分散。改性氧化石墨材料

由于GO表面具有較高的親和力，蛋白質(zhì)可以吸附在GO表面，因此在生物液體中可以通過蛋白質(zhì)來調(diào)節(jié)GO與細胞膜的相互作用。如，血液中存在著大量的血清蛋白，可能會潛在的影響GO的毒性。Ge與其合作者[16]利用電子顯微鏡技術(shù)就觀察到牛血清蛋白可以降低GO對細胞膜的滲透性，抑制了GO對細胞膜的破壞，同時降低了GO的細胞毒性?；诜肿觿恿W研究分析，他們推斷可能是由于GO-蛋白質(zhì)之間的作用削弱了GO-磷脂之間的相互作用。與此同時，GO對人血清蛋白的影響也被其他科研工作者所發(fā)現(xiàn)，特別是他們觀察到了GO可以抑制人血清蛋白與膽紅素之間的作用。因此，GO與血清蛋白之間是相互影響的。改性氧化石墨材料