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石墨烯生物技術 版權信息
- ISBN：9787562864127
- 條形碼：9787562864127 ; 978-7-5628-6412-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
石墨烯生物技術 本書特色
石墨烯是碳的同素異形體大家族的又一個傳奇，也是當今橫跨學術界和產業界的超級明星，幾乎到了家喻戶曉、婦孺皆知的程度。當然，石墨烯是當之無愧的。作為由單層碳原子構成的蜂窩狀二維原子晶體材料，石墨烯擁有無與倫比的特性。理論上講，它是導電性和導熱性較好的材料，也是理想的輕質高強材料。正因如此，一經問世便吸引了全球范圍的關注。石墨烯有可能創造一個全新的產業，石墨烯產業將成為未來全球高科技產業競爭的高地，這一點已經成為國內外學術界和產業界的共識。 從2004年至今，已經有了近十六年的歷史沉淀。無論是石墨烯的基礎研究，還是石墨烯材料的產業化實踐，人們都有了更多的一手材料，更有可能對石墨烯材料有一個全方位套叢書出的、科學的、理性的認識。總結歷史，是為了更好地走向未來。對于新興的石墨烯產業來說，戰略前沿新材料——石墨烯出版工程的出版意義也是不言而喻的。事實上，國內外已經出版了數十部石墨烯相關書籍，其中不乏經典性著作。本叢書的定位有所不同，希望能夠全面總結石墨烯相關的知識積累，反映石墨烯領域的國內外前沿研究進展，展示石墨烯新材料的產業化現狀與發展前景，尤其希望能夠充分體現國人對石墨烯領域的貢獻。 本叢書共包括22分冊，執筆作者20余位，都是石墨烯領域的重量級學者、專家，因此可以從源頭上保障叢書的專業性和科學性。叢書分五大部分，囊括了從石墨烯的基本性質和表征技術，到石墨烯材料的制備方法及其在不同領域的應用，以及石墨烯產品的計量檢測標準等全方位的知識總結。同時，兩份產業研究報告詳細闡述了世界各國的石墨烯產業發展現狀和未來發展趨勢。除此之外，叢書還為廣大石墨烯迷們提供了一份科普讀物《有問必答：石墨烯的魅力》，針對廣泛征集到的石墨烯相關問題答疑解惑，去偽求真。 本叢書的內容涵蓋石墨烯新材料的方方面面，每個分冊也相對獨立，具有很強的系統性、知識性、專業性和即時性，凝聚著各位作者的研究心得、智慧和心血，供不同需求的廣大讀者參考使用。希望叢書的出版對中國的石墨烯研究和中國石墨烯產業的健康發展有所助益。
石墨烯生物技術 內容簡介
本書全面地介紹了石墨烯生物醫學應用的進展,全書共九章。首先簡單介紹了石墨烯及其性質,其次對石墨烯基材料在電化學生物傳感器、神經接口器件、生物成像、藥物與基因遞送、生物組織工程、腫瘤光熱治療、抗菌材料等方面的應用進行了系統性闡述，文末對石墨烯生物安全性方面的研究進行了綜述。本書可作為高等學校材料相關專業本科高年級學生、研究生的學習用書,以及教師、科技工作者和企業專業技術人員的參考書,尤其對從事石墨烯材料研究的科研人員將具有很好的指導意義。
石墨烯生物技術 目錄
1章 石墨烯及石墨烯基材料簡介001
1.1 石墨烯結構003
1.2 石墨烯特性004
1.3 石墨烯的制備方法005
1.3.1 微機械剝離法006
1.3.2 碳化硅熱解外延生長法007
1.3.3 化學氣相沉積法008
1.3.4 有機合成法008
1.3.5 溶劑剝離法009
1.4 石墨烯基材料010
1.4.1 氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、石墨烯量子點011
1.4.2 功能化修飾石墨烯011
1.4.3 摻雜石墨烯013
1.4.4 石墨烯基復合材料014
1.5 石墨烯及石墨烯基材料的生物應用015
1.5.1 大比表面積015
1.5.2 獨特的表面性質016
1.5.3 獨特的光學性質017
1.5.4 優越的電學性質017
1.6 總結與展望018
參考文獻019
第2 章 石墨烯光電生物傳感器023
2.1 簡介025
2.2 石墨烯電化學傳感器025
2.2.1 石墨烯電化學傳感器檢測原理025
2.2.2 石墨烯電化學傳感器的應用027
2.3 石墨烯場效應晶體管傳感器031
2.3.1 石墨烯場效應晶體管簡介031
2.3.2 石墨烯場效應晶體管傳感器的應用032
2.4 石墨烯表面等離激元共振傳感器034
2.4.1 表面等離激元共振簡介034
2.4.2 石墨烯表面等離激元共振傳感器的應用035
2.5 總結與展望037
參考文獻038
第3 章 石墨烯神經接口041
3.1 神經接口簡介043
3.2 神經接口分類045
3.3 傳統神經電極047
3.4 石墨烯場效應晶體管神經探針048
3.5 基于石墨烯薄膜的透明神經電極052
3.6 石墨烯纖維神經電極054
3.7 基于石墨烯的可拉伸電極056
3.8 基于石墨烯的磁共振成像兼容神經電極058
3.9 石墨烯角膜接觸鏡電極061
3.10 總結與展望062
參考文獻063
第4 章 石墨烯生物成像067
4.1 簡介069
4.2 用于生物成像的石墨烯基納米材料069
4.3 石墨烯基納米材料生物成像071
4.3.1 光學成像071
4.3.2 放射性核素成像076
4.3.3 磁共振成像078
4.3.4 光聲成像080
4.3.5 計算機斷層掃描081
4.3.6 多模態成像081
4.4 總結與展望082
參考文獻083
第5 章 基于石墨烯的藥物與基因遞送089
5.1 基于石墨烯的藥物遞送091
5.1.1 藥物控制釋放載體091
5.1.2 基于石墨烯的藥物遞送091
5.2 基于石墨烯的基因遞送098
5.2.1 基因療法098
5.2.2 基于石墨烯的基因遞送099
5.3 當前挑戰與未來展望105
參考文獻106
第6 章 石墨烯與生物組織工程109
6.1 引言111
6.2 石墨烯的性質與組織工程112
6.3 石墨烯與干細胞113
6.3.1 納米材料影響干細胞命運113
6.3.2 石墨烯基平面薄膜對干細胞命運的調控114
6.3.3 圖案化的二維石墨烯基底對干細胞命運的調控117
6.3.4 三維石墨烯基干細胞支架120
6.4 石墨烯材料在體組織工程的應用122
6.4.1 骨組織工程應用122
6.4.2 心臟組織工程應用123
6.4.3 神經組織工程應用125
6.4.4 其他組織工程應用126
6.5 總結與展望129
參考文獻130
第7 章 石墨烯腫瘤光熱治療135
7.1 基于納米材料的腫瘤光熱治療137
7.1.1 癌癥治療與納米醫學137
7.1.2 腫瘤的光熱治療137
7.1.3 光熱治療法常用材料139
7.2 基于石墨烯的腫瘤光熱治療140
7.2.1 基于石墨烯的腫瘤光熱治療140
7.2.2 基于石墨烯的腫瘤聯合治療142
7.2.3 基于石墨烯的醫學成像引導的光熱治療144
7.2.4 石墨烯與低功率高效光熱治療145
7.2.5 石墨烯與聲動力療法146
7.2.6 總結與展望146
參考文獻147
第8 章 石墨烯基抗菌材料151
8.1 有爭議的石墨烯基材料的抗菌性153
8.2 與抗菌性相關的石墨烯基材料特性154
8.3 石墨烯基材料的抗菌機理158
8.3.1 通用機制158
8.3.2 石墨烯基材料分散液與石墨烯基薄膜的抗菌機制162
8.4 石墨烯基材料抗菌相關的應用162
8.4.1 石墨烯基抗菌材料的應用模式163
8.4.2 石墨烯基傷口敷料165
8.4.3 石墨烯基組織工程支架材料166
8.4.4 石墨烯基抗菌包裝材料166
8.4.5 石墨烯基抗菌藥物遞送載體材料166
8.4.6 石墨烯基凈水濾膜材料168
8.5 石墨烯基材料的抗病毒潛力169
8.6 總結與展望170
參考文獻171
第9 章 石墨烯的生物安全性177
9.1 石墨烯基材料的生物效應180
9.2 動物毒性186
9.3 人類健康和生態環境188
9.4 減小危害的手段189
9.5 總結和展望190
參考文獻190
索引193
1.1 石墨烯結構003
1.2 石墨烯特性004
1.3 石墨烯的制備方法005
1.3.1 微機械剝離法006
1.3.2 碳化硅熱解外延生長法007
1.3.3 化學氣相沉積法008
1.3.4 有機合成法008
1.3.5 溶劑剝離法009
1.4 石墨烯基材料010
1.4.1 氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、石墨烯量子點011
1.4.2 功能化修飾石墨烯011
1.4.3 摻雜石墨烯013
1.4.4 石墨烯基復合材料014
1.5 石墨烯及石墨烯基材料的生物應用015
1.5.1 大比表面積015
1.5.2 獨特的表面性質016
1.5.3 獨特的光學性質017
1.5.4 優越的電學性質017
1.6 總結與展望018
參考文獻019
第2 章 石墨烯光電生物傳感器023
2.1 簡介025
2.2 石墨烯電化學傳感器025
2.2.1 石墨烯電化學傳感器檢測原理025
2.2.2 石墨烯電化學傳感器的應用027
2.3 石墨烯場效應晶體管傳感器031
2.3.1 石墨烯場效應晶體管簡介031
2.3.2 石墨烯場效應晶體管傳感器的應用032
2.4 石墨烯表面等離激元共振傳感器034
2.4.1 表面等離激元共振簡介034
2.4.2 石墨烯表面等離激元共振傳感器的應用035
2.5 總結與展望037
參考文獻038
第3 章 石墨烯神經接口041
3.1 神經接口簡介043
3.2 神經接口分類045
3.3 傳統神經電極047
3.4 石墨烯場效應晶體管神經探針048
3.5 基于石墨烯薄膜的透明神經電極052
3.6 石墨烯纖維神經電極054
3.7 基于石墨烯的可拉伸電極056
3.8 基于石墨烯的磁共振成像兼容神經電極058
3.9 石墨烯角膜接觸鏡電極061
3.10 總結與展望062
參考文獻063
第4 章 石墨烯生物成像067
4.1 簡介069
4.2 用于生物成像的石墨烯基納米材料069
4.3 石墨烯基納米材料生物成像071
4.3.1 光學成像071
4.3.2 放射性核素成像076
4.3.3 磁共振成像078
4.3.4 光聲成像080
4.3.5 計算機斷層掃描081
4.3.6 多模態成像081
4.4 總結與展望082
參考文獻083
第5 章 基于石墨烯的藥物與基因遞送089
5.1 基于石墨烯的藥物遞送091
5.1.1 藥物控制釋放載體091
5.1.2 基于石墨烯的藥物遞送091
5.2 基于石墨烯的基因遞送098
5.2.1 基因療法098
5.2.2 基于石墨烯的基因遞送099
5.3 當前挑戰與未來展望105
參考文獻106
第6 章 石墨烯與生物組織工程109
6.1 引言111
6.2 石墨烯的性質與組織工程112
6.3 石墨烯與干細胞113
6.3.1 納米材料影響干細胞命運113
6.3.2 石墨烯基平面薄膜對干細胞命運的調控114
6.3.3 圖案化的二維石墨烯基底對干細胞命運的調控117
6.3.4 三維石墨烯基干細胞支架120
6.4 石墨烯材料在體組織工程的應用122
6.4.1 骨組織工程應用122
6.4.2 心臟組織工程應用123
6.4.3 神經組織工程應用125
6.4.4 其他組織工程應用126
6.5 總結與展望129
參考文獻130
第7 章 石墨烯腫瘤光熱治療135
7.1 基于納米材料的腫瘤光熱治療137
7.1.1 癌癥治療與納米醫學137
7.1.2 腫瘤的光熱治療137
7.1.3 光熱治療法常用材料139
7.2 基于石墨烯的腫瘤光熱治療140
7.2.1 基于石墨烯的腫瘤光熱治療140
7.2.2 基于石墨烯的腫瘤聯合治療142
7.2.3 基于石墨烯的醫學成像引導的光熱治療144
7.2.4 石墨烯與低功率高效光熱治療145
7.2.5 石墨烯與聲動力療法146
7.2.6 總結與展望146
參考文獻147
第8 章 石墨烯基抗菌材料151
8.1 有爭議的石墨烯基材料的抗菌性153
8.2 與抗菌性相關的石墨烯基材料特性154
8.3 石墨烯基材料的抗菌機理158
8.3.1 通用機制158
8.3.2 石墨烯基材料分散液與石墨烯基薄膜的抗菌機制162
8.4 石墨烯基材料抗菌相關的應用162
8.4.1 石墨烯基抗菌材料的應用模式163
8.4.2 石墨烯基傷口敷料165
8.4.3 石墨烯基組織工程支架材料166
8.4.4 石墨烯基抗菌包裝材料166
8.4.5 石墨烯基抗菌藥物遞送載體材料166
8.4.6 石墨烯基凈水濾膜材料168
8.5 石墨烯基材料的抗病毒潛力169
8.6 總結與展望170
參考文獻171
第9 章 石墨烯的生物安全性177
9.1 石墨烯基材料的生物效應180
9.2 動物毒性186
9.3 人類健康和生態環境188
9.4 減小危害的手段189
9.5 總結和展望190
參考文獻190
索引193
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石墨烯生物技術 作者簡介
段小潔，博士、特聘研究員，北京大學工學院生物醫學工程系 副主任，北京大學工學院生物醫學工程系 特聘研究員。研究方向為納米生物電子學和納米神經技術，近年來主要集中于柔性和多模態兼容的神經電極的研制及應用。成功研制了一系列新型神經電極，包括多種柔性神經電極及其陣列、磁共振成像兼容的神經電極、以及無電偽跡的透明神經電極及其陣列等，并發展了相關電極植入技術，在神經活動記錄和調制中實現了電-磁、電-光多模態的同步聯用，以及神經信號的長期穩定電學記錄。
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