兰州大学拜永孝教授研究组：新型石墨烯复合材料可变身医用手术缝合线
近日，美国化学会ACS Applied Materials & Interfaces刊登了兰州大学物理科学与技术学院拜永孝教授研究组在石墨烯的环境友好制备以及在生物医药领域应用的研究成果：Robust and antibacterial polymer/mechanically exfoliated graphene nanocomposite fibers for biomedical applications（ACS Applied Materials & Interfaces, 2018.1.10, 10: 3002-3010）。拜永孝教授为通讯作者，博士研究生马宇为第一作者。
石墨烯因其单原子层的二维结构与优异的力学、电学等性能被广泛应用于导电导热材料、高性能复合材料、超级电容器等能源存储的电极材料、传感器以及生物医学领域。
该项研究巧妙地采用天然糖类，借助自动机械撕揭鳞片石墨的方法制备了高品质非氧化态石墨烯，并与生物相容性高分子复合，制成可用于医用手术缝合线的超高强度的纳米复合纤维。实验证明，这种材料可以很好地分散在聚合物基质中。石墨烯含量在0.3%时，复合材料具有2.1G帕斯卡的拉伸强度，并具有抗菌性、低细胞毒性等生物特性。
拜永孝教授研究组评估了普通手术和石墨烯纳米缝合线对伤口愈合的影响，“经小白鼠试验证明，用含有0.3wt%溶质的石墨烯缝合线处理的伤口，手术5天后表现出最佳愈合状态，普通缝合线手术8天愈合不完全且留有更大的疤痕。”拜永孝对生物性能进行了解释，新型纤维显著缩短了伤口的愈合周期，表现出很好的应用潜力。
拜永孝教授研究组一直致力于石墨烯的制备及其应用领域的研究，取得了一系列重要研究成果。在复合材料领域，采用反萃取技术在水相体系中快速制备烷基化的氧化石墨烯，并通过溶液复合制备了石墨烯和高密度聚乙烯复合材料。由于烷基化的氧化石墨烯和高密度聚乙烯的强的相互作用，该复合材料的综合性能被显著提高。该工作发表在美国化学会The journal of physical chemistry C（J. Phys. Chem. C, 2017, 121 (39), 21685-21694）和复合材料领域的Top期刊Composites Part A, 2018.2.20, 107: 479-488上。将高取向的氧化石墨烯嵌入聚乙烯醇基体中，制备了纳米复合功能纤维，该纤维表现出良好的力学、抗紫外、抗菌等性能。该工作发表在复合材料领域TOP期刊Composites Part A（Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2017, 102, 297-304.）。近年来，拜永孝教授研究组在石墨烯领域的研究工作发表于Composites Science and Technology，2014.6.16, 97: 6-11、Materials Letters, 2017.5.1, 194: 224-226、RSC Advances, 2017, 7(49): 31085-31092等相关领域的高影响力SCI期刊上。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b17835
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