在石墨烯之中，碳原子之間的連接十分緊密且柔韌，當(dāng)有外部機(jī)械力施加時(shí)，碳原子的內(nèi)部會(huì)發(fā)生一定的變形情況，最終令碳原子不需要重新排列也能對(duì)外力進(jìn)行適應(yīng)，為內(nèi)部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提供基礎(chǔ)條件。作為一種單層的石墨，石墨烯呈現(xiàn)出碳六元環(huán)蜂窩狀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可翹曲成富勒烯，也能卷成碳納米管，可在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到較好應(yīng)用。

1.1 石墨烯的制備

在石墨烯制作過(guò)程中，主要的制作方法包括機(jī)械劈裂法、晶體生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法以及氧化還原法等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新的石墨烯制作方式被研發(fā)出來(lái)，如等離子體生長(zhǎng)技術(shù)等。

在上述所有石墨烯制備過(guò)程中，化學(xué)法制備過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，而且能源消耗量很低，受到了相關(guān)領(lǐng)域研究人員的高度青睞。在利用化學(xué)法制備石墨烯時(shí)，利用氧化石墨、微粒石墨等作為石墨的主要來(lái)源，在此過(guò)程中，氧化石墨具有較多的含氧官能團(tuán)，很多行為具有不可逆特性，對(duì)石墨烯的電學(xué)性能造成很大影響，而在微粒石墨作為石墨源進(jìn)行使用時(shí)，具有缺陷少、導(dǎo)電率良好等特點(diǎn)，經(jīng)常被用于石墨烯制備過(guò)程中。

另外，利用石墨烯制作的材料極，可用于納米器件的制作。在很多傳統(tǒng)制作方式中，所制備出來(lái)的石墨烯往往處在微米尺寸的范圍內(nèi)。為了確保石墨烯在納米器材中得到應(yīng)用，需要采取更好的措施將石墨烯層切割成納米器材所要求的形態(tài)，在尺寸要求上必須達(dá)到納米級(jí)別。

1.2 石墨烯基復(fù)合材料的制備

在應(yīng)用過(guò)程中，薄層石墨烯具有很大的應(yīng)用潛力，在加上制作成本低廉，在復(fù)合材料的制作上也提升了石墨烯的應(yīng)用地位。人們發(fā)現(xiàn)，如果能將石墨烯與無(wú)機(jī)物、聚合物等復(fù)合在一起，便可以促使石墨烯復(fù)合材料的形成。由于石墨烯的特殊性能，石墨烯復(fù)合材料的功能也受到了很多期待。很多研究學(xué)者證實(shí)，如果在還原態(tài)的石墨烯片上加入高溫的乙酰丙酮鐵，并可以得到處于還原狀態(tài)的石墨烯。如此一來(lái)，石墨烯便可以通過(guò)表面電荷密度和顆粒尺寸的控制，對(duì)復(fù)合材料的磁性進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，這種性質(zhì)促使石墨烯復(fù)合材料在蛋白質(zhì)分離等方面得到重要應(yīng)用。截止到目前，常見(jiàn)的石墨烯基復(fù)合材料制備方式主要有：化學(xué)耦合法、萃取分散法、還原反應(yīng)等。

從目前發(fā)展過(guò)程來(lái)看，石墨烯復(fù)合材料的制備是相關(guān)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)話題之一，雖然石墨烯本身具有良好的特殊性能，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，性能效果并沒(méi)有完全表達(dá)出來(lái)，很多研究人員都希望利用石墨烯的復(fù)合方式，實(shí)現(xiàn)石墨烯在更多領(lǐng)域之中得到應(yīng)用。

2.1 生物成像

石墨烯具有較強(qiáng)的相容性，便于各個(gè)細(xì)胞之間進(jìn)行黏附。再加上化學(xué)性能和光學(xué)特點(diǎn)，石墨烯成為了較高的生物成像材料。Park等人在研究過(guò)程中將鹽酸多巴胺與石墨烯表面相結(jié)合，之后再與透明質(zhì)酸分子相互結(jié)合，最終將質(zhì)酸分子帶到腫瘤細(xì)胞的表面。通過(guò)顯微鏡成像發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞的受體上出現(xiàn)了很強(qiáng)的熒光現(xiàn)象。同時(shí)將阿霉素利用細(xì)胞鍵與石墨烯量子點(diǎn)結(jié)合，從而確定抗癌藥物最終是都到達(dá)癌細(xì)胞附近。

2.2 腫瘤治療

除了生物成像和腫瘤治療之外，石墨烯還可以應(yīng)用到抗菌材料的制作過(guò)程中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氧化石墨在細(xì)菌抵抗過(guò)程中展示出的效果最差，而還原石墨的效果要比石墨的效果更佳。在抗菌機(jī)制的研究過(guò)程中，這幾種物質(zhì)均可以作為氧化細(xì)菌細(xì)胞膜的電子介質(zhì)，從而為抗菌材料的制備提供有效基礎(chǔ)。

2.4細(xì)胞毒性

一種材料是都能夠被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，主要的衡量標(biāo)準(zhǔn)是該材料是否能讀生物細(xì)胞產(chǎn)生傷害。因此，相關(guān)研究人員開(kāi)展了大量研究，印證石墨烯是否具有毒性。Zhang等人將1mg/kg石墨烯注入到小白鼠體內(nèi)，經(jīng)過(guò)14天的觀察，小白鼠機(jī)體未出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，但當(dāng)研究人員提高石墨烯的注射量時(shí)，小白鼠的肺部出現(xiàn)了明顯水腫和炎癥等現(xiàn)象，而且在機(jī)體局部位置出現(xiàn)了肉芽病變和組織的纖維化發(fā)展。經(jīng)過(guò)一系列研究發(fā)現(xiàn)，由于石墨烯的種類(lèi)不同，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生的影響也不同，石墨烯的毒性需要各種因素的誘導(dǎo)，才能對(duì)生物細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的影響。在使用石墨烯時(shí)，研究人員需要對(duì)各種因素進(jìn)行合理評(píng)估，在最大程度上降低毒性。

綜上所述，石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了一定的應(yīng)用，但我國(guó)相關(guān)技術(shù)研究仍處于起步階段，研究過(guò)程缺乏系統(tǒng)化理論支撐，想要在實(shí)際領(lǐng)域中得到深入應(yīng)用十分困難。在石墨烯材料使用過(guò)程中，需要以細(xì)胞和生命體整體層次為主，對(duì)石墨烯和其衍生物進(jìn)行系統(tǒng)化研究，確定石墨烯在使用過(guò)程中的使用機(jī)制，從而為我國(guó)醫(yī)療事業(yè)提供幫助。