文 献 综 述

1. 绪论

氧化石墨烯是一种特殊的石墨烯衍生物和性能优异的新型碳材料，具有比表面积大、表面功能基团丰富、反应活性高、化学稳定性高，热力学稳定和表面丰富的官能团等优良特性等优点^[18]。其大量的含氧官能团使碳层带负电荷，带正电荷的阳离子很容易进入层间，并把层间距撑大，为聚合物和无机纳米粒子的负载提供了有利条件。国内外石墨烯的主要制备方法有机械劈裂法、外延晶体生长法、化学气相沉积法、氧化石墨的热膨胀和还原氧化石墨烯等方法。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。对氧化石墨烯表面进行改性所得的氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料，它们都显示出优越的性能，近年来已经被广泛地应用于纳米复合材料的制备。磷酸钙是一种很有应用前景的材料，磷酸钙制成的陶瓷与自体骨髓、骨髓间充质干细胞、PEEK材料、BMP、金属离子等复合后植入骨组织，往往会刺激新骨形成以及提高新骨生成速度，还可提高磷酸钙的抗弯曲和抗压能力，从这一点可以看出磷酸钙与各种材料的复合是一个必然的研究趋势。

2. 氧化石墨烯概述

石墨是一种由碳原子组成的晶体，这种晶体是由二维网状的平面有序堆叠而成的，单层的网状平面在自然界中并不能稳定存在。石墨烯是组成石墨晶体的基本结构单元，对细胞起不到明显的毒性作用并且石墨烯具有独特的光学性质、导热性能和电性能。此外还具有高力学性能和透光性。这些特性导致石墨烯可望在电化学储能和聚合物增强方面获得巨大的发展，所以其可以增强羟基磷灰石微球的强度。经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂。材料应用范围很广。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用领域，因此氧化石墨烯的表面改性成为另一个研究重点。

2.1 氧化石墨烯的性质

氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积、良好的电子绝缘性和柔韧性和表面丰富的官能团。其中它的具体性质如下，（1）氧化石墨烯的结构稳定：迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定^[12]；（2）石墨烯超强的导电能力：石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地，应称为”载荷子”，的性质和相对论性的中微子非常相似；（3）丰富的含氧官能团：氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。其大量的含氧官能团使碳层带负电荷，带正电荷的阳离子很容易进入层间，并把层间撑大，为聚合物和无机纳米粒子的负载提供了有利的条件。对于氧化石墨烯表面进行改性所得的氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类的复合材料，它们都显示出优越的性能，具有广泛的应用领域。

2.2 氧化石墨烯的应用

2.2.1 分析检测领域的应用

中国科学院上海应用物理研究所发现将氧化石墨烯应用于PCR技术中，可以显著提高PCR的特异性、灵敏性和扩增产量，并可以消除扩增中形成的引物二聚体，且优化区间广，可以广泛适用于各种浓度和复杂程度的DNA模板。除了蛋白质、核酸、葡萄糖等生物分子的催化分解以及TNT、Pb2 等有害化学物质的检测，为减少环境问题出一份力。以上是接于石墨烯电化学方面的性质的传感器应用，而另一方面，石墨烯的结构使其对突光有很强的淬灭作用，甚于此，其与量子点或染料的复合可被用于DNA、凝血酶等的检测。