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氧化石墨烯-壳聚糖复合膜的制备及性能研究的中期报告
中期报告：氧化石墨烯-壳聚糖复合膜的制备及性能研究
一、研究背景及意义
随着人们对环境保护和生态文明建设的关注增加，生物可降解材料引起了广泛的关注。壳聚糖是一种由甲壳素水解而来的生物可降解聚合物，因其优良的生物相容性、生物可降解性以及良好的膜形成性，被广泛应用于医药、食品、化工、环保等领域。
氧化石墨烯是一种新型的纳米材料，拥有优良的导电性、导热性以及机械强度。同时，氧化石墨烯又具有抗菌、抗氧化等诸多特性。因此，将氧化石墨烯与壳聚糖进行复合，可以利用两种材料的优点，制备出具有生物相容性、生物可降解性、导电性、抗菌性等多种功能的复合膜材料，具有非常广阔的应用前景。
在这个背景下，本研究旨在探究氧化石墨烯-壳聚糖复合膜的制备方法及其性能，为生物可降解材料的应用提供更多的选择。
二、研究方法
将氧化石墨烯和壳聚糖混合悬浮，然后通过离心去除悬浮液中的大颗粒物，最终得到氧化石墨烯-壳聚糖复合溶液。
将复合溶液倒入平面模具中，在空气中自然干燥，得到薄膜。
采用FTIR、XRD和SEM等检测手段对复合薄膜进行表征。
对复合薄膜的导电性、机械性能、水溶性和抗菌性等进行测试。
三、研究进展
1.制备方法的优化
在制备过程中，我们发现溶液中氧化石墨烯的分散度存在问题，可能会影响复合薄膜的性能。因此，我们通过对氧化石墨烯的预处理、壳聚糖的酸化等方式进行了制备方法的优化。结果表明，优化后的制备方法可以得到具有良好分散度的氧化石墨烯-壳聚糖复合液，从而制备出具有优异性能的复合薄膜。
2.复合薄膜的性能研究
我们对制备出的氧化石墨烯-壳聚糖复合薄膜进行了相关性能测试，结果表明：
（1）复合薄膜具有较好的导电性。在测试中，我们发现复合薄膜的导电性受氧化石墨烯含量的影响较大，含量越高，导电性越好。同时，我们还在复合薄膜中引入了不同浓度的碳纳米管，结果发现，适量的碳纳米管可以显著提高复合薄膜的导电性能。
（2）复合薄膜具有较好的机械性能。在拉伸测试中，复合薄膜的断裂伸长率和断裂强度均优于单独的壳聚糖薄膜。然而，由于氧化石墨烯的刚性和脆性，含有过高的氧化石墨烯含量会导致复合薄膜的机械性能下降。
（3）复合薄膜具有较好的水溶性。由于壳聚糖本身具有良好的水溶性，因此，复合薄膜也具有良好的水溶性。不过，氧化石墨烯的添加会降低复合薄膜的水溶性能，因此在实际应用中需要注意。
（4）复合薄膜具有一定的抗菌性。我们通过添加不同剂量的壳聚糖-明胶纳米粒子来实现抗菌性能的调节，结果表明，复合薄膜在一定剂量范围内可有效提高其抗菌性。
四、下一步计划
1.优化复合薄膜中各组分的含量比例，实现最佳性能的发挥。
2.进一步研究复合薄膜与生物组织的相容性，扩大其应用范围。
3.研究复合薄膜的生物可降解性，并进一步优化其生物可降解性。
4.进一步开展复合薄膜在环保、食品等领域的应用研究。
五、总结
本研究通过对氧化石墨烯和壳聚糖进行复合，制备出具有导电性、生物可降解性、抗菌性、机械性能等多种优异性能的复合薄膜。通过不断优化制备方法和测试手段，我们得到了一系列可供参考的实验数据，为以后的研究提供了基础和方向。相信这项研究将进一步推动生物可降解材料的应用。