如何将石墨烯请出科研院所的“象牙塔”是行业科学家正在努力攻克的难题

   2022-03-09 工业品商城84
核心提示: 谈及石墨烯与生物医学,就不得不谈起氧化石墨烯,氧化石墨烯是石墨烯的水溶性衍生物,由于它的多官能化及与各种生物分子的高效表面负荷,得到了生物技术领域的广泛研究,生物医学对石墨烯研究的主要关注点在于研发能够用于生物分子检测的氧化石墨烯生物探测器设备、氧化石墨烯的抗菌作用和石墨烯生物安全性研究等。  生
     谈及石墨烯与生物医学,就不得不谈起氧化石墨烯,氧化石墨烯是石墨烯的水溶性衍生物,由于它的多官能化及与各种生物分子的高效表面负荷,得到了生物技术领域的广泛研究,生物医学对石墨烯研究的主要关注点在于研发能够用于生物分子检测的氧化石墨烯生物探测器设备、氧化石墨烯的抗菌作用和石墨烯生物安全性研究等。
  生物医学传感器可以将生物物质的浓度转换为电信号并检测出来,墨尔本大学的研究团队就研制出可以准确检测单个分子的基于石墨烯的热电传感器,该传感器首先构造个边缘为氢钝化的曲折的石墨烯纳米带,再以纳米带的表面接近单个分子,再进行检测。
  抗生素的出现让人类对细菌感染类疾病有了对策,为很多疾病带来了有效的疗愈手段,但与此同时,抗生素的滥用也导致了抗生素的耐药性和抑菌能力减弱的问题。纳米材料因其独特的结构特性,可用于制作安全高效的抗菌剂,氧化石墨烯因在抗菌领域中具有强大的应用潜力而得到人们的重视新加坡南洋理工大学Liu Shaobin等人使用原子力显微镜发现氧化石墨烯通过包裹大肠埃希菌阻断了其与环境的交互,从而中断其增殖。
  此外,氧化石墨烯还因其良好的载药性(表面积大)以及可控靶向(可修饰冠能团多)在癌症药物递送领域有着不错的前景
  石墨烯世纪应用的一个重要方向是基于石墨烯的聚合物复合材料,通过在材料表面添加石墨烯,再加以其他工艺辅助,可以改善聚合物体系的性能和功能,功能化后的石墨烯非常适用开发高性能聚合物复合材料,如改性塑料、改性树脂基体等。
  现如今国内外对于石墨烯改性塑料的研究主要集中于改善塑料的导电性、导热性和阻隔性等方面。塑料作为一种绝缘材料,表面电阻可达1×1013Ω以上,在防静电、到点领域鲜少有应用,而新兴填料石墨烯的电子迁移率非常高,具有优异的力学性能,与聚氯乙烯结合得到的材料是一种高导电率低逾渗浓度的塑料。另外,将石墨烯与高密度聚乙烯可得到具有优异力学性能和抗静电性能的永久抗静电高密度聚乙烯复合材料。
  在改性树脂基体方面,大连义邦引进了英国研发的一种新型纳米石墨烯导电填料,将这种填料与传统环氧树脂融合后形成了新一代高导电环氧树脂,将其在飞机结构的接头和维修中用作粘合剂使用可增强其导电性,降低飞机在空中因雷击所带来的风险。
  在石油化工领域,石墨烯纳米材料可以作为井眼强度改进剂或钻井泥浆润滑液,减少钻孔磨损,增加泥浆稳定性,有理论表明,当石墨烯纳米材料作为钻井泥浆润滑液使用时,会与油发生反应从而增加油的流动性,提高原油产量。
  在海水淡化方面,一种新型石墨烯氧化物薄膜被英国曼彻斯特大学研究出来,他们通过控制薄膜膨胀从而控制薄膜上空隙的大小的方式实现细小盐离子的精准过滤,未来这种技术有望实现规模化、市场化。
  综上所述,石墨烯凭借着其优越的性能,除了在新能源、新材料、生物医学、航空航天领域有着广阔的天地之外,作为“二十一世纪材料之王”的石墨烯在石油化工、海水淡化等方面也有所应用,但石墨烯的应用绝不止于此,篇幅有限就不在此多做赘述。
 
 
 
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