由於其獨特的理化性質，氧化石墨烯 (GO)、石墨烯和還原氧化石墨烯 (rGO)為主的石墨烯基奈米材料（GBN）功能化開發一直是研究熱點。2021年底線上發表並收錄在2022年“Journal of Molecular Liquids”期刊的研究論文系統介紹了利用有機和無機化合物、聚合物材料、生物分子和抗癌藥物的基於石墨烯的奈米材料(GBN)功能化，研究人員透過改變GBN功能化的程式可以獲得具有所需特性的奈米材料，這些材料可用於開發具有增強物理化學特性的材料、用於藥物輸送的奈米平臺、用於檢測各種生物分子的奈米生物感測器，以及用於生物成像和診斷的奈米材料.
連結：https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.118368
石墨烯與有機分子的共軛
醯胺化、酯化和鹵化過程可用於將石墨烯結構與有機化合物共價或非共價官能化。研究人員已經展示了石墨烯量子點的共價功能化過程，其中石墨烯表面被有機化合物功能化，如二醇、二胺和二硫醇，用於生物成像應用。
石墨烯的無機修飾
石墨烯的介面可以用無機分子例如金屬和金屬氧化物奈米結構進行功能化。根據文獻綜述，GBN與用於生物醫學應用和抗菌目的的金屬奈米顆粒進行非共價功能化，例如金、鉑等金屬奈米顆粒；GBN與金屬氧化物奈米粒子的非共價功能化產生奈米材料，以建立用於單鏈 RNA 檢測的抗菌藥物化學和生物檢測器；GBN與 Fe3O4磁性奈米粒子的共價和非共價功能化使得用於藥物遞送和癌症感測的奈米材料的開發成為可能。
石墨烯的聚合物官能化
透過化學和非共價接觸，石墨烯和GO可以用各種聚合物進行功能化。開發的奈米粒子可用於發電、催化和醫療保健。比如，研究人員證明了用聚乙烯醇(PVA)共價官能化GO以對其改性，改性後楊氏模量增加60%，機械強度增加400%，以及增加接觸角值來降低表面粗糙度。
石墨烯的藥物摻雜
據研究人員稱，GO與磺酸基團和葉酸的共價功能化使他們能夠提高對MCF7細胞（人乳腺癌細胞系）的選擇性。與單個藥物相比，透過非共價修飾整合抗癌藥物可顯著提高治療效果。GO與氯毒素(CTX)的共價修飾改善了向神經膠質瘤細胞的藥物遞送。
石墨烯的生物分子修飾
石墨烯和GO與鏈長蛋白質、催化劑和聚合物共價或非共價連線。該材料可用於製造對抗原等微小分子具有極高靈敏度的探測器。GBN 與生物分子（如酶、糖和病原體）的共價和非共價綴合，用於各種藥物應用、癌症護理、合成生物學、生物成像以及用於識別極低劑量生物分子的生物材料的進步，例如作為核酸、肽或蛋白質，特別是用於疾病檢測。
小結
論文描述了石墨烯表面共價和非共價功能化的研究結果。GBN 的功能化改善了其電磁、光子、熱力學、電學和物理特性。除此之外，GBN 還被用作發電（聚變反應堆、電池、太陽能電池板）、智慧材料製造、奈米增強劑以開發具有更高熱效率的熱交換介質以及水處理和淨化的物質。
編譯 YUXI
