光學(xué)材料的某些非線性性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高性能集成光子器件的關(guān)鍵。光子芯片的許多重要功能,如全光開(kāi)關(guān),信號(hào)再生,超快通信都離不開(kāi)它。找尋一種具有超高三階非線性,并且易于加工各種功能性微納結(jié)構(gòu)的材料是眾多的光學(xué)科研工作者的夢(mèng)想,也是成功研制超高性能全光芯片的必由之路。超快泵浦探針光譜表明,重度功能化的具有較大SP3區(qū)域的GO材料在高激發(fā)強(qiáng)度下可以出現(xiàn)飽和吸收、雙光子吸收和多光子吸收[6][50][51][52],這種效應(yīng)歸因于在SP3結(jié)構(gòu)域的光子中存在較大的帶隙。相反,在具有較小帶隙的SP2域中的*出現(xiàn)單光子吸收。石墨烯在飛秒脈沖激發(fā)下具有飽和吸收[52],而氧化石墨烯在低能量下為飽和吸收,高能量下則具有反飽和吸收[51]。因此,通過(guò)控制GO氧化/還原的程度,實(shí)現(xiàn)SP2域到SP3域的比例調(diào)控,可以調(diào)整GO的非線性光學(xué)性質(zhì),這對(duì)于高次諧波的產(chǎn)生與應(yīng)用是非常重要的。氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm。官能化氧化石墨廠家報(bào)價(jià)
石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料形成異質(zhì)結(jié),如硅[64][65][66],鍺[67],氧化鋅[68],硫化鎘[69]、二硫化鉬[70]等。其中,石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)器件是目前研究**為***、光電轉(zhuǎn)換效率比較高(AM1.5)的一類光電器件。基于硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器(SGPD),獲得了極高的光伏響應(yīng)[71]。相比于光電流響應(yīng),它不會(huì)因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗。基于化學(xué)氣象沉積法(CVD)生長(zhǎng)的石墨烯光電探測(cè)器有很多其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先有極高的光伏響應(yīng),其次有極小的等效噪聲功率可以探測(cè)極微弱的信號(hào),常見(jiàn)的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示。應(yīng)該怎么做氧化石墨生產(chǎn)廠家氧化石墨可以通過(guò)用強(qiáng)氧化劑來(lái)處理石墨來(lái)制備。
隨著材料領(lǐng)域的擴(kuò)張,人們對(duì)于材料的功能性需求更為嚴(yán)苛,迫切需要在交通運(yùn)輸、建筑材料、能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域應(yīng)用性質(zhì)更加優(yōu)良的材料出現(xiàn),石墨烯以優(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(biāo),作為前驅(qū)體的GO以其靈活的物理化學(xué)性質(zhì)、可規(guī)模化制備的特點(diǎn)更成為應(yīng)用基礎(chǔ)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(qiáng)相互作用力,使GO之間很容易在不同體系中發(fā)生團(tuán)聚,其在納米尺度上表現(xiàn)的優(yōu)異性能隨著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(yīng)用。
配體交換作用即:氧化石墨烯上原有的配位體被溶液中的金屬離子所取代,并以配位鍵的形式生成不溶于水的配合物,**終通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾即可從溶液中去除。Tang等47對(duì)Fe與GO(質(zhì)量比為1:7.5)復(fù)合及Fe與Mn(摩爾比為3∶1)復(fù)合的氧化石墨烯/鐵-錳復(fù)合材料(GO/Fe-Mn)進(jìn)行了吸附研究,通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)表明,氧化石墨烯對(duì)Hg2+的吸附機(jī)理主要是配體交換作用,其比較大吸附量達(dá)到32.9mg/g。Hg2+可在水環(huán)境中形成Hg(OH)2,與鐵錳氧化物中的活性點(diǎn)位(如-OH)發(fā)生配體交換作用,從而將Hg(OH)2固定在氧化石墨烯/鐵-錳復(fù)合材料上,達(dá)到去除水環(huán)境中Hg2+的目的。氧化石墨烯經(jīng)一定功能化處理后可發(fā)揮更大的性能優(yōu)勢(shì),例如大比表面積、高敏感度和高選擇性等,這些特性對(duì)于氧化石墨烯作為吸附劑吸附水環(huán)境中的金屬離子有著重要的作用。當(dāng)超過(guò)某上限后氧化石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì)相當(dāng)接近氧化石墨烯。
所采用的石墨原料片徑大小、純度高低等以及合成GO的方法不同,因此導(dǎo)致所合成出來(lái)的GO片的大小、片層厚度、氧化程度(含氧量)、表面電荷和表面所帶官能團(tuán)等不同。GO的生物毒性除了有濃度依賴性,還會(huì)因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性,甚至結(jié)論相互矛盾[2-9]。此外,GO可能與毒性測(cè)試中的試劑相互作用,從而影響細(xì)胞活性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性,使其產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果。如:Macosko與其合作者[10]的研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞活性試驗(yàn)中利用四甲基偶氮唑鹽(MTT)試劑與GO作用,GO的存在可以減少藍(lán)色產(chǎn)物的形成。因?yàn)樵诨罴?xì)胞中,當(dāng)MTT減少時(shí)就說(shuō)明有同一種顏色產(chǎn)物的生成。因此,基于MTT法試驗(yàn)未能體現(xiàn)出GO的細(xì)胞毒性。但是他們利用另一種水溶性的四唑基試劑——WST-8(臺(tái)酚藍(lán)除外),就能對(duì)活細(xì)胞和死細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)行精確的評(píng)估。GO制備簡(jiǎn)單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙,可以實(shí)現(xiàn)超寬譜(從可見(jiàn)至太赫茲波段)探測(cè)。官能化氧化石墨廠家報(bào)價(jià)
氧化石墨能夠滿足人們對(duì)于材料的功能性需求更為嚴(yán)苛的要求。官能化氧化石墨廠家報(bào)價(jià)
(1)將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移的受體,構(gòu)建熒光共振能量轉(zhuǎn)移型氧化石墨烯生物傳感器,用于檢測(cè)各種生物分子。(2)可以將一些抗體鍵合在GO表面,構(gòu)建成抗體型氧化石墨烯傳感器,通常是將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移或化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移的受體,以此來(lái)檢測(cè)抗原物質(zhì);或者利用GO比表面積較大能結(jié)合更多抗體的特點(diǎn),將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步放大。(3)構(gòu)建多肽型氧化石墨烯傳感器。因?yàn)镚O是一種邊緣含有親水基團(tuán)(-COOH,-OH及其他含氧基團(tuán))而基底具有高疏水性的兩性物質(zhì),當(dāng)多肽與GO孵育時(shí),多肽的芳環(huán)和其他疏水性殘基與GO的疏水性基底堆積,同時(shí)二者部分殘基之間也會(huì)存在靜電作用,這樣多肽組裝在GO上形成了多肽型氧化石墨烯傳感器。當(dāng)多肽被熒光基團(tuán)標(biāo)記時(shí),二者之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移后,GO使熒光發(fā)生猝滅。官能化氧化石墨廠家報(bào)價(jià)