隨著(zhù)材料領(lǐng)域的擴張，人們對于材料的功能性需求更為嚴苛，迫切需要在交通運輸、建筑材料、能量存儲與轉化等領(lǐng)域應用性質(zhì)更加優(yōu)良的材料出現，石墨烯以?xún)?yōu)異的聲、光、熱、電、力等性質(zhì)成為各新型材料領(lǐng)域追求的目標，作為前驅體的GO以其靈活的物理化學(xué)性質(zhì)、可規?；苽涞奶攸c(diǎn)更成為應用基礎研究的熱電。雖然GO具有諸多特性，但是由于范德華作用以及π-π作用等強相互作用力，使GO之間很容易在不同體系中發(fā)生團聚，其在納米尺度上表現的優(yōu)異性能隨著(zhù)GO片層的聚集的降低直至消失，極大地阻礙了GO的進(jìn)一步應用。GO表面的各種官能團使其可與生物分子直接相互作用，易于化學(xué)修飾。浙江生產(chǎn)氧化石墨
在GO還原成RGO的過(guò)程中，材料的導電性、禁帶特性和折射率都會(huì )發(fā)生連續變化，形成獨特而優(yōu)異的可調諧型新材料。2014年，澳大利亞微光子學(xué)中心賈寶華教授領(lǐng)導的科研小組發(fā)現在用激光直寫(xiě)氧化石墨烯薄膜形成微納米結構的過(guò)程中，材料的非線(xiàn)性可以實(shí)現激光功率可控的動(dòng)態(tài)調諧。與傳統的非線(xiàn)性材料相比，氧化石墨烯的三階非線(xiàn)性高出了整整1000倍，隨著(zhù)氧化石墨烯中的氧成分逐漸減少，而非線(xiàn)性也呈現出被動(dòng)態(tài)調諧的豐富變化。不但材料的非線(xiàn)性系數的大小產(chǎn)生改變，其非線(xiàn)性吸收和折射率也發(fā)生變化，并且，這種豐富的非線(xiàn)性特性完全可以實(shí)現動(dòng)態(tài)操控。浙江生產(chǎn)氧化石墨GO的摻量對于水泥復合材料的提升效果也有差異。
在推動(dòng)以氧化石墨烯為載體的新藥進(jìn)入臨床試驗前，勢必會(huì )面臨諸多挑戰：（1）優(yōu)化氧化石墨烯的制備方法及生產(chǎn)工藝，使其具有可重復性，并能精確控制氧化石墨烯的尺寸和質(zhì)量；（2）比較好使用劑量的摸索，找到以氧化石墨烯為載體的療效和毒性之間的平衡點(diǎn)；（3）其他表面修飾劑的開(kāi)發(fā)，需具有良好生物相容性且修飾后的氧化石墨烯能在短時(shí)間內被生物體；（4）毒理學(xué)方法的進(jìn)一步規范，系統闡明以氧化石墨烯為載體的潛在毒性；（5）體內外模型的建立，評價(jià)氧化石墨烯的生物相容性，使其能更好地轉化到臨床。此外，以氧化石墨烯為載體的在大規模工業(yè)化生產(chǎn)和應用時(shí)，還需考慮到對人體和環(huán)境的不利影響，是否可能導致潛在的人體暴露和環(huán)境污染問(wèn)題，這些有待于進(jìn)一步研究。 氧化石墨烯是有著(zhù)非凡價(jià)值的新材料，將會(huì )在生物醫學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。
氧化石墨烯/還原氧化石墨烯在光電傳感領(lǐng)域的應用，其基本依據是本章前面部分所涉及到的各種光學(xué)性質(zhì)。氧化石墨烯因含氧官能團的存在具備了豐富的光學(xué)特性，在還原為還原氧化石墨烯的過(guò)程中，不同的還原程度又具備了不同的性質(zhì)，從結構方面而言，是其SP2碳域與SP3碳域相互分割、相互影響、相互轉化帶來(lái)了如此豐富的特性。也正是這些官能團的存在，使得氧化石墨烯可以方便的采用各種基于溶液的方法適應多種場(chǎng)合的需要，克服了CVD和機械剝離石墨烯在轉移和大面積應用時(shí)存在的缺點(diǎn)，也正是這些官能團的存在，使其便于實(shí)現功能化修飾，為其在不同場(chǎng)景的應用提供了一個(gè)廣闊的平臺。氧化石墨烯（GO）的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著(zhù)很大差別。
在氧化石墨烯的納米孔道中，分布著(zhù)氧化區域和納米sp2雜化碳區域，水分子在通過(guò)氧化區域時(shí)能夠與含氧官能團形成氫鍵，從而增加了水流動(dòng)阻力，而在雜化碳區域水流阻力很小。芳香碳網(wǎng)中形成的大多數通路被含氧官能團有效阻擋，從而分離海水中Na+和Cl-等小分子物質(zhì)12, 13。相比于其他納米材料，GO為快速水輸送提供了較多優(yōu)越性能，如光滑無(wú)摩擦的表面，超薄的厚度和超高的機械強度，所有這些特性都提高了水的滲透性。前超濾膜、納濾膜、反滲透膜等膜技術(shù)，已經(jīng)成功地應用到水處理的各個(gè)領(lǐng)域，引起越來(lái)越多的企業(yè)家和科學(xué)家的關(guān)注8-11。GO薄膜在海水淡化領(lǐng)域的應用主要是去除海水中的鹽離子，探究GO薄膜的離子傳質(zhì)行為具有更為重要的實(shí)用意義。氧化石墨烯表面的-OH和-COOH等官能團含有孤對電子。浙江生產(chǎn)氧化石墨
掃描隧道顯微鏡照片表明，在氧化石墨中氧原子排列為矩形。浙江生產(chǎn)氧化石墨
GO作為新型的二維結構的納米材料，具有疏水性中間片層與親水性邊緣結構，特殊的結構決定其優(yōu)異的特性。GO的活性主要有以下幾種機制：（1）機械破壞，包括物理穿刺或者切割；（2）氧化應激引發(fā)的細菌/膜物質(zhì)破壞；（3）包覆導致的跨膜運輸阻滯和（或）細菌生長(cháng)阻遏；（4）磷脂分子抽提理論。GO作用于細菌膜表面的殺菌機制中，主要是GO與起始分子反應（Molecular Initiating Events，MIEs）[51]的作用（圖7.3），包括GO表面活性引發(fā)的磷脂過(guò)氧化，GO片層結構對細菌膜的嵌入、包裹以及磷脂分子的提取，GO表面催化引發(fā)的活性自由基等。另外，GO的尺寸在上述不同的機制中對的影響也是不同的，機械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO， 能表現出更好的能力，而氧化應激理論則認為GO 尺寸越小，其效果越好。浙江生產(chǎn)氧化石墨