基本信息
- 项目名称：
- 石墨烯/壳聚糖复合材料的制备、机械性能及生物相容性的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 我们制备了生物相容性好的壳聚糖/石墨烯复合材料，并通过一系列实验来研究该材料的机械性能和生物相容性，证明了这种复合材料可以作为生物医学工程支架材料。
- 详细介绍：
- 我们发现直流电弧法制备的石墨烯可以均匀地分散在壳聚糖乙酸溶液中。通过红外光谱和X-射线光电子能谱表征我们证实了石墨烯表面含有少量含氧官能团，这使得其可以很好地分散在壳聚糖乙酸水溶液中。通过溶液蒸发成膜法我们制备出了石墨烯/壳聚糖复合薄膜，并使用纳米压痕测试系统测算了复合薄膜的机械性能。添加少量（0.1-0.3 wt %）的石墨烯使得复合材料的硬度增加了近40%，弹性模量增加了超过...(查看更多)
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文的主要目的是研究石墨烯这种新型碳纳米材料在生物医学方面的应用。我们制备了生物相容性好的壳聚糖/石墨烯复合材料，并通过一系列实验来研究该材料的机械性能和生物相容性，证明了这种复合材料可以作为生物医学工程支架材料。
科学性、先进性及独特之处
- 我们在国际上首次系统地研究了石墨烯增强生物大分子复合材料的机械性能以及生物相容性。我们使用国际通用和认可的科学检测技术和方法（原位纳米压痕技术和四氮唑比色法）分别研究了复合材料的机械性能和生物相容性，充分说明了这类复合材料在低添加量的条件下，即可实现机械性能的大幅度提高，同时可以保持壳聚糖自身的良好生物相容性，未引入其他具有细胞毒性的金属杂质。这为研究和制备骨组织工程支架提供了一个新的材料。
应用价值和现实意义
- 天然生物大分子壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且具有抗菌、止血、消炎和促进伤口愈合等功能。用石墨烯增强的壳聚糖不仅保持了其优异性能，而且具有更强的机械性能。预期它在骨组织工程支架材料领域有着广阔的应用前景。
学术论文摘要
- 我们发现直流电弧法制备的石墨烯可以均匀地分散在壳聚糖乙酸溶液中。通过红外光谱和X-射线光电子能谱表征我们证实了石墨烯表面含有少量含氧官能团，这使得其可以很好地分散在壳聚糖乙酸水溶液中。通过溶液蒸发成膜法我们制备出了石墨烯/壳聚糖复合薄膜，并使用纳米压痕测试系统测算了复合薄膜的机械性能。添加少量（0.1-0.3 wt %）的石墨烯使得复合材料的硬度增加了近40%，弹性模量增加了超过...(查看更多)
获奖情况
- 该研究成果于2010年8月在美国化学会创办的《Biomacromolecules》杂志上发表（SCI核心期刊，影响因子4.502） 《Fabrication, Mechanical Properties, and Biocompatibility of Graphene-Reinforced Chitosan Composites》 Biomacromolecules 2010,...(查看更多)
鉴定结果
- 内容属实
参考文献
- 引用该作品的文章如下： [1] Bin Li, Wei-Hong Zhong Journal of Materials Science 2011 DOI: 10.1007/s10853-011-5572-y [2] Wenbing Hu, Cheng Peng, Min Lv, Xiaoming Li, Yujie Zhang, Nan Chen, Chunhai Fan, an...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 自2004年Geim小组发现石墨烯以来，以石墨烯作为增强材料添加剂的研究不断深入，并取得了显著的成果。Ramanathan等[1]报道了聚丙烯腈在添加1 wt %官能团化石墨烯后，其玻璃态转变温度（Tg）较之前提高了40℃。另外，含有0.05 wt %石墨烯的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的Tg也同样增加了近30℃，含有1 wt %石墨烯的PMMA的弹性模量和抗拉伸强度分别增加了8...(查看更多)
