【热点聚焦】石墨烯研究热点聚焦生物医学 石墨烯基纳米复合材料在生物医学应用中引起关注

第144期 2018-02-26 14:31:51
来源:中国科技网
作者: 编辑:马嘉悦
【编者按】

近日,萨塞克斯大学的科学家们研发了一种新型传感器,未来或许可以防止婴儿死于婴儿猝死综合症(SIDS),这种传感器采取了一个柔性橡胶管的形式,随后以水、油和石墨烯颗粒组成的混合物填充。随着对多功能和综合性能复合材料需求的不断增长,石墨烯基纳米复合材料由于其优异的物理化学性质和生物相容性而在生物医学应用中引起越来越多的关注。今天,我们就来聚焦石墨烯在生物医学的应用。

萨塞克斯大学:液体石墨烯传感器可能会挽救婴儿生命

近日,萨塞克斯大学的科学家们研发了一种新型传感器,未来或许可以防止婴儿死于婴儿猝死综合症(SIDS),这种传感器采取了一个柔性橡胶管的形式,随后以水、油和石墨烯颗粒组成的混合物填充。

即使只有一个碳原子厚的石墨烯也具有高导电性,这意味着该解决方案也可以传导电力,尽管其导电性在管子拉伸很小时也会变化。这种变化可以被检测时,表明正在发生运动(例如人呼吸时胸部上下起伏)。

如果这种传感器以类似健身跟踪器的形式连接到婴儿身上,或者被集成到他们的衣服中,将可以监测婴儿的心跳和呼吸,如果停止,就会发出警报声。这项技术还可以用来监测成年人睡眠呼吸暂停等情况,或者甚至可以为希望跟踪心脏或呼吸频率的运动员寻找集成到运动服的途径。

中国兰州大学用蜂蜜介质剥离生产单层石墨烯更适用于生物医学应用

该团队以石墨粉为原料,以1:8的比例加入蜂蜜。然后以200转将其搅拌10分钟,将该混合物加入三辊研磨机的中心辊。接下来保持温度和湿度不变,经过5个小时的处理,他们用蒸馏水冲洗混合物,离心悬浮液收集单层石墨烯。该团队发现,除了可制造高质量的石墨烯外,该工艺还有非常高的产量,产量超过90%,其中含有超过97%的单层石墨烯。

兰州大学的这种制造高质量和高产量单层石墨烯的工艺,因其剥离介质是蜂蜜,因而是一种相对环保的工艺。这也是一个相对简单的方法,具体很好的工业潜力。有趣的是,大豆油、玉米、花生壳、汽水和蜂蜜都用到了,石墨烯制备中出现的“绿色环保”原料接下来还会有什么?

我国学者发现低温等离子体可提高石墨烯杀菌能力

石墨烯作为一种新型二维碳材料,在生物医学领域具有重大应用前景。近期,中科院合肥物质科学研究院黄青课题组与王奇课题组合作研究发现,利用低温等离子体处理氧化石墨烯,可显著提高其杀菌能力。国际应用物理学著名期刊《应用物理快报》日前发表了该成果。

近年来,国际学界对石墨烯在生物医学领域的应用展开研究,但其与抗生素、银等传统药物或材料相比,存在杀菌能力较弱的问题。虽然可以在石墨烯上通过化学手段连接其他抑菌能力较强的材料,但过程复杂且可能会引起环境及健康风险。

近期,黄青等研究人员采用低温等离子体处理氧化石墨烯,并研究其杀菌效果。他们发现,氢等离子体处理后的氧化石墨烯在0.02mg/mL浓度下即可引起近90%细菌的灭活,远高于未经处理的氧化石墨烯的杀菌能力。

曼彻斯特大学:氧化石墨烯被免疫系统判定成病原体

最近的一项研究表明,免疫系统能够将氧化石墨烯识别成病原体进行处理,为这种二维材料更安全应用在生物医学方面铺平了道路。

1月27日,《化学》(Chem)在线发表了曼彻斯特大学和Chalmers技术大学Karolinska研究所的研究人员,关于氧化石墨烯诱发膜脂变化和中性粒细胞胞外陷阱形成的最新研究成果。该论文题为“Graphene Oxide Elicits Membrane Lipid Changes and Neutrophil Extracellular Trap Formation”。

石墨烯是人类已知的最薄的材料,比人发薄一百万倍。氧化石墨烯(GO)又是仅由碳和氧原子组成的原子级尺寸材料。目前,GO正在被研究用于包括药物输送和其他医疗应用在内的多个领域。然而,了解这些材料如何与身体相互作用是至关重要的。

该研究发现,当与GO接触时,白细胞会释放嗜中性粒细胞胞外诱集剂(NETs)。 NETs是一种“蜘蛛网”状的蛋白质,能够帮助嗜中性粒细胞破坏微生物,如细菌和真菌。