由于石墨烯的主角光环实在是太耀眼，作为石墨烯身边的小配角，氧化石墨烯很容易被人们当做中间产物给忽略了，但是其实氧化石墨烯有很多石墨烯都不具备的独特性质，比如亲水性、官能团、吸附性等等，今天我们就给大家介绍下石墨烯身边“不平凡”的配角——氧化石墨烯！
1、石墨烯的主要衍生物
目前，石墨烯衍生物主要有三大类:氧化石墨烯（GO）、氢化石墨烯以及氟化石墨烯(FG)。氧化石墨烯是石墨烯的一种氧化形式，含有含氧基团。
2、氧化石墨烯的概念
氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，具有单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因经氧化后其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。
3、氧化石墨烯的颜色和形态
氧化石墨烯的颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。
4、氧化石墨烯的制备
氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化过程的有效性通常通过氧化石墨烯中的碳氧比来评估。其可由四种基本方法合成得到:Staudenmaier法，Hofmann法，Brodie法和Hummers法。这四种方法各有优缺点，其中Hummers法的制备过程的时效性相对较好而且制备过程中也比较安全，是目前最常用的一种。
5、Hummers法的具体制备过程
Hummers法采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后，得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片，此石墨薄片层可以经超声或高剪切剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯，并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层氧化石墨烯悬浮液。
6、氧化石墨烯的性质
氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。
7、氧化石墨烯的应用
氧化石墨烯几乎可被置于任何基底上，然后转化为导体，因此，氧化石墨烯非常适用于透明导电薄膜的制备，如柔性电子器件、太阳能电池和化学传感器等。氧化石墨烯易于和不同的聚合物或其它材料混合，并且增强复合材料的性能，如抗拉强度、弹性和导电性等。因此，氧化石墨烯可被用于储氢、离子导体和纳米滤膜等。
药物载体与传输
GO具有单原子层结构，其表面积很大，且２个基面都可以吸附药物，因此非常适合用作药物载体，Dai等首次开发了一种纳米尺度的GO作为新型有效的纳米载体，将芳香族非水溶性的抗癌药物输送到细胞内部。Zhang等通过共价交联的方法将叶酸分子（FA）和磺酸基团（SO3H）修饰到羧基化的氧化石墨稀表面上，将２种化学药物链霉素（DOX）和喜树碱（CPT）吸附到氧化石墨稀表面上，通过叶酸受体，将药物输送到肿瘤细胞内部。该方法对人类乳腺癌细胞（MCF-7）具有较高的细胞毒性，并且２种药物的同时输送比单纯一种药物的输送具有更高的细胞毒性。
生物传感器
由于GO表面含有羟基、羧基、环氧基等含氧基团，所以具有良好的水溶性和生物相容性。而且，石墨烯及GO在能量转移过程中是一种优良的能量受体，科研工作者基于石墨烯的这些特性构建了很多荧光传感器和其他生物传感器。
环保领域
由于GO合成条件温和，与其他的吸附剂相比成本较低，而且在其表面可以比较容易修饰一些其他功能化基团。另外，GO还可以通过与其他材料复合改善其吸附效果。因此，GO在重金属废水处理方面具有广阔的应用前景。
储能领域
石墨烯及其衍生物GO特殊的性能赋予其在能源相关领域（包括电化学、光学和热力学等等）具有广泛的应用，包括催化、太阳能电池、锂离子电池以及超级电容器等领域。石墨烯及GO因具有优异的光热性能，是太阳能电池领域研究的热点。
8、氧化石墨烯发展前景
GO表面丰富的官能团为其表面改性研究提供了良好的基础，并且氧化石墨烯能增加其复合材料的特性，因此GO复合材料将一直是科学研究的热点，这为GO在生物医学、能源和环境等方面的应用打下了良好的基础。
另一方面，虽然GO的制备工艺相对成熟，常用方法为Hummrs法以及改进的Hummrs法，但是这些方法得到的产物均含有很多杂质，使得成功获得纯净的GO成为了难题，这种现象限制了其进一步的应用，所以研究新的制备法显得尤为重要，一方面可以尝试采用少引入或者不引入杂离子的强氧化剂，如氧、过氧化氢等绿色强氧化剂制备GO，另一方面深入研究电化学方法制备GO。
在GO复合材料的研究方面，由于GO的表面能较高，使其能更好地与基体材料形成复合材料，而对于具有潜在应用前景的GO复合材料，其实际应用还远远落后于对它的理论研究，应加强其产业化研究，使得其在信息电子、生物医疗、建筑以及能源行业得到广泛的实际应用。
