石墨烯（Graphene）及其衍生物良好的生物相容性、較大的比表面積、優(yōu)良的力學(xué)及電學(xué)性能,使其在生物傳感、組織工程、抗菌器件、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。其中,三維石墨烯基凝膠作為最具有代表性的一類宏觀體超材料,因其具有超輕的密度、豐富的孔隙、良好的力學(xué)可壓縮性及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,成為搭載其他功能材料的理想載體。本文探索了三維石墨烯基復(fù)合材料的制備及其在骨組織工程生物支架和污水過(guò)濾抗菌器件上的應(yīng)用。此外,為了滿足臨床生物材料抗菌需求,基于碳量子點(diǎn)（Carbon quantum dots,CQDs）在自然光下具有獨(dú)特的上轉(zhuǎn)換性能,進(jìn)一步研究了碳量子點(diǎn)/氧化鋅復(fù)合材料的制備及在臨床抗菌托槽上的應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容包括:1)三維還原氧化石墨烯/羥基磷灰石復(fù)合水凝膠的制備與性能研究以氧化石墨烯（Graphene oxide）為前驅(qū)體,通過(guò)水熱、冷凍干燥制備還原氧化石墨烯氣凝膠（Reduced graphene oxide aerogel,rGOA）。將含有鈣和磷的離子液通過(guò)真空抽濾的方法灌注進(jìn)rGOA中,在堿性環(huán)境下原位沉積羥基磷灰石。結(jié)合有限元模擬進(jìn)行微納尺度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)該復(fù)合材料力學(xué)性... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯在不同領(lǐng)域的應(yīng)用[8]

搭載多種納米粒子，在微納米尺度下對(duì)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，改進(jìn)支架性能；，Shibing Ye 等人將水溶性環(huán)氧樹脂與氧化石墨烯氣凝膠混合，并通過(guò)溫度變使材料固化，制備出了具有一定彈性的氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合凝膠[18]。復(fù)合材料具有良好的三維網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，極低的密度，并且因?yàn)榄h(huán)氧樹脂的加入了材料的抗壓性能，并使復(fù)合材料具有了高彈性和熱穩(wěn)定性等諸多優(yōu)異性可應(yīng)用于多種領(lǐng)域。Andreas Stein 等人調(diào)節(jié)氧化石墨烯和酚醛樹脂前體的量，出不同比例的氧化石墨烯石墨烯/酚醛樹脂復(fù)合氣凝膠[19]。其中，酚醛樹脂作為氧化石墨烯組裝的中介劑，可以控制氣凝膠的宏觀形狀，使凝膠可以復(fù)應(yīng)器內(nèi)部形狀，制備出具有一定空間三維結(jié)構(gòu)的超輕氧化石墨烯/酚醛樹脂氣凝膠；這種復(fù)合材料因其本身的較大比表面積和高孔隙率從而具備較高的效率，可以吸收其重量 400 倍的氯仿，該凝膠可以作為一種有機(jī)溶劑的快速器件。Hongbo Ren 等人以三聚氰胺作為摻雜劑，通過(guò)水熱自組裝和熱退火制備出摻氮石墨烯氣凝膠；這種復(fù)合氣凝膠材料具有石墨烯片所組成的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出極強(qiáng)的疏水性，并且該復(fù)合氣凝膠對(duì)有機(jī)溶劑重量吸附高達(dá) 52.6-111.6 g/g，并可以進(jìn)行多次循環(huán)利用[20]。

圖 1-3 石墨烯作為組織工程支架[8]。Fig 1-3 Graphene is used as a tissue engineering scaffold[8]. 1-4 石墨烯—生物相互作用。a 石墨烯納米材料誘導(dǎo)哺乳動(dòng)物細(xì)胞毒性（氧化應(yīng)激，凋亡和炎癥）的機(jī)制。 b 石墨烯給藥后在動(dòng)物體內(nèi)誘導(dǎo)的體內(nèi)器官毒性[8]。ig 1-4 The interaction between graphene and organism. a Mechanism of graphanomaterial-induced toxicity (oxidative stress, apoptosis, and inflammation) in mammalian c

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Comprehensive Application of Graphene: Emphasis on Biomedical Concerns[J]. S.Syama,P.V.Mohanan.  Nano-Micro Letters. 2019(01)
[2]Trends Analysis of Graphene Research and Development[J]. Lixue Zou,Li Wang,Yingqi Wu,Caroline Ma,Sunny Yu,Xiwen Liu.  Journal of Data and Information Science. 2018(01)
[3]骨膜組織工程的研究進(jìn)展[J]. 宋菊青,施雪濤,王迎軍.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2016(06)
[4]骨組織工程支架材料的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 馬新芳,張靜瑩.  中國(guó)組織工程研究. 2014(30)
[5]骨組織工程支架材料及其血管化的研究進(jìn)程[J]. 趙天源,孫紅.  中國(guó)組織工程研究. 2013(38)
[6]氧化石墨烯的可控還原及結(jié)構(gòu)表征[J]. 楊旭宇,王賢保,李靜,楊佳,萬(wàn)麗,王敬超.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2012(09)
[7]納米氧化鋅抗菌性能及機(jī)制[J]. 胡占江,趙忠,王雪梅.  中國(guó)組織工程研究. 2012(03)
[8]添加四針狀氧化鋅晶須抗菌劑對(duì)義齒軟襯材料抗菌性能的初步研究[J]. 肖月,杜瀅,王健平,馮志剛,卓浪,宋欣.  華西口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2011(04)
[9]乙醇熱液合成羥基磷灰石粉末的X射線衍射和拉曼光譜分析[J]. 梁曉峰,趙大磊,鄧華麗,王軍霞,尹光福.  光譜實(shí)驗(yàn)室. 2010(04)
[10]納米ZnO的制備及其抗菌特性的研究[J]. 周雙喜.  五邑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(02)

碩士論文
[1]基于石墨烯薄膜的自發(fā)熱路面融雪化冰研究[D]. 張寶強(qiáng).蘭州大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3265690