第一章绪论
碳是普遍存在于自然界中组成有机物质，构成人体的重要元素。碳质材料包括富勒埽、碳纳米管、金刚石和石墨等都已得到了广泛研究与应用。直到2004年，英国曼彻斯特大学的Geim教授等[2]用胶带微机械剥离并定向热解石墨，发现了一种由单层碳原子以sp2杂化连接形成的新型二维原子晶体，即石墨炼(Graphene),其基本结构单元为有机材料中最稳定的碳六元环，而成为目前最为理想的二维纳米材料。石墨稀的加入形成了碳材料家族从零维到三维的完整体系。
1.1石墨燦及其衍生物
石墨稀(GNS)的C-C键长约为0.142nm，是单层碳原子紧密堆积而成的，厚度只有0.335 nm,是目前最薄的二维材料。GNS具有优异的热学，电学及物理机械性能，热导率可达5000 W/(m* K);横向电导率高达10S/m，室温下电子迁移率为200,000 cmVCV- S);极限强度可达130 GPa，拉伸模量为1.01 TPa，是目前强度最高的材料。
氧化石墨稀（Graphene Oxide, GO)作为GNS的重要衍生物，由于表面含有大量的羟基、环氧基、羰基、羧基等含氧基团,除导热性能优良外，还具有一些独特的性质。其中，GO的准二维空间结构的层内是以较强的共价键结合，层间则以含氧基团的较弱氢键结合，所以具有亲水性，且能被小分子或者聚合物插层或剥离等，而得到性能卓越的复合材料。
1.2石墨烯与氧化石墨燦的制备
GNS的制备方法主要分三种：(1) 剥离石墨法，即以石墨作为原料，采用不同的层片剥离而得到[6]，有氧化还原法、机械剥离法、静电沉积法、液相剥离法、淬火法等[7-10]。(2) 直接生长法，通过在一定条件下引入碳源而合成石墨;)；希，有溶剂热法、电弧放电法、自组装法、晶体生长法等[9, 10]。(3) 碳纳米管转换法，沿轴向"切开"碳纳米管的管壁并展平而得到GNS[11]。此法产率高，可批量获得边缘整齐、尺寸可控的GNS纳米带。GO的制备常用方法有：化学法、Hummers和Offeman法、Brodie法、Standenmaier法等。 GO经过适当的方法如超声波震动、热膨胀剥离法、和机械方法等处理可制得GNS。
1.3高分子聚合物
近年来，生物医用材料种类越来越多，其中高分子聚合物是比较普遍，在生物医学领域研究较多的材料。生物高分子材料主要包括天然材料和合成材料两大类。
天然高分子如壳聚糖、海藻酸盐、丝素、胶原、明胶等，都是从自然界现有的动、植物体内提取的天然活性高分子，具有较好的生物相容性和较高的生物活性。在保护伤口，促进创面的愈合等方面具有较大优势。
第二章氧化石墨烯/聚乙烯醇复合纳米纤维支架的制备及性能研究………9
2.1引言……….9
2.2实验部分………..9
2. 3结果与讨论……………12
2.4结论………….18
第三章氧化石墨烯/壳聚糖复合多孔干凝胶的制备及药物担载………….20
3.1引言……………20
3.2实验部分………….21
3.3结果与讨论………….22
3. 4结论……………29
第四章聚丙烯酸功能化的纳米石墨烯对盐酸阿霉素的高效担载……….30
4. 1引言………….. 30
4. 2实验部分……………30
4. 3结果与讨论………..32
4. 4结论…………..39
第五章全文总结…………..40
参考文献……………….42
第五章全文总结
本论文围绕石墨烯的优异性能，以GNS及聚合物复合材料的制备和应用为背景，以GNS及聚合物纳米纤维膜、多孔块体，粉体制备及表征为重点,研究了 GNS/聚合物（PVA，CS,PAA)复合材料在组织工程支架以及药物载体中的应用，通过实验分析得出以下结论：
1、利用静电纺丝法制备氧化石墨烯（GO) /聚乙'烯醇（PVA)纳米纤维支架。研究了聚乙稀醇静电纺丝的条件以及GO加入对PVA纳米纤维的形貌、结构、机械性能及生物相容性的影响。随着GO加入量的增加，GO/PVA纳米纤维支架形貌有很大变化，由表面光滑粗细均匀的直径为300-500nm的纤维逐渐变为直径为50-300nm细而不均匀，并出现串珠样结构。拉伸测试发现，随着GO的加入，纳米支架的拉伸强度和弹性模量呈现先增加后降低的趋势，当GO含量为lwt%时，拉伸强度和弹性模量最大，比纯PVA分别增加了 22%和57%，当GO加入量大于3wt%时，力学性能逐渐降低。成骨细胞体外培养的研究中，与纯PVA纤维支架相比，成骨细胞在GO/PVA复合纤维支架表面表现出较高的粘附性，较高的增殖和活性，电镜下观察到成骨细胞胞体显著增大，表面粗糙，边界线条模糊不清，有伪足伸出，细胞铺展较好的状态。
2、利用冷冻干燥法制备了氧化石墨'烯(GO) /壳聚糖(CS)多孔干凝胶。研究了GO加入对CS形貌、结构、机械性能及对阿霉素盐酸盐（DOX)的吸附及释放的影响。GO的加入使CS溶液的粘度增强从而降低了材料的孔径，复合材料的压缩强度呈现增强的趋势。复合材料的多孔状结构以及具有较大比表面积的GO的加入，使载药量明显增大。当加入5*1%的GO时，GO/CS对DOX的载药量可达96 mg/g,比纯CS增加了 240%。经药物释放实验研究，GO的加入实现了药物的更缓慢释放，表明了 GO更强的吸附性能，可望用作缓慢释放药物的多孔支架。
3、结合电弧放电技术能制得大批量、小尺寸的GNS片，采用原位聚合丙烯酸单体法制备了 PAA功能化的GNS。研究发现，PM-GNS实现了 GNS在水中和体液中的较好分散性和稳定性，功能化以后，GNS形貌发生变化，从AFM可已看出，纯GNS片表面光滑平整，直径为50-lOOran,功能化后GNS片表面突起，边缘粗糙。PAA的接枝使GNS表面富含-COOH基团，增强了与阿霉素通过氢键的非共价结合，实现了阿霉素的高效担载和PH的控制释放，当DOX浓度为0. 35 mg/ml时载药量可达2. 183 mg/mg,是较为理想的纳米载体。
参考文献
[1]仲维广,施琥.骨组织工程学支架材料研究进展口腔材料器械杂志[J]. 2003， 12:195-197.
[2]费小琛，颜永年，熊卓.骨组织工程PLGA/TCP复合材料的性能研究[J].材料导报，2002, 16： 63-68.
[3]杨全红，吕伟，杨承岗，等.自由态二维碳原子晶^^^——单层石墨稀[J].新型炭材料，2008， 23： 97-103.
[4]风兆玄，戚国荣.医用高分子[M].杭州：浙江大学出版社，1989.
[5]迟宝珠.纳米材料的制备及其在电化学生物传感器中的应用[D].长沙，湖南大学，2009,24-32.
[6] Matsuo Y， Tahara K, Sugie Y. Structure and thermal properties of poly(ethyleneoxide)-intercalated graphite oxide[J]. Carbon, 1997, 35: 113-120.
[7] Novoselov K S, Geim A K, Morozov S Y, et al. Electric field effect in atomically thin http://www.1daixie.com/dxyxlw/carbonfilms[J]. Science, 2004， 306: 666-669.
[8] Liu Q, Liu Z, Zhang X, et al. Organic photovohaic cells based on an acceptor of solublegraphene[J]. Applied Physics Letters, 2008, 92:223-303.
[9] Elias D C， Nair R R， Mohiuddin T M Q et al. Control of grapheme, properties by reversiblehydrogenation: Evidence for graphene[J]. Science, 2009, 323: 610-613.
[10] Stankovich S, Dikin D A, Dommett G H B, et al. Graphene based composite materials[J].Nature, 2006, 442: 282-286.