氧化石墨烯作为一种重要的二维纳米材料，具有高比表面积、良好的力学性能和良好的化学稳定性，在能源存储、传感器、生物医学等领域得到关注。然而，氧化石墨烯的表面性质和分散性等在一定程度上限制了其进一步的应用。聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子具有高度支化的结构、丰富的端基官能团和良好的生物相容性，将其与氧化石墨烯结合并进行表面修饰，可以改善氧化石墨烯的性能，拓展其应用范围。PAMAM-氧化石墨烯定制服务应运而生，通过的表面修饰实现材料性能的定制化提升，满足不同领域的需求。

PAMAM与氧化石墨烯的基本特性

（一）PAMAM树状大分子

PAMAM树状大分子是一种具有高度对称性和规整性的树枝状高分子。它由中心核、重复单元和端基官能团组成，通过逐步合成的方法可以得到不同代数和端基官能团的PAMAM分子。PAMAM树状大分子具有许多性质，如良好的溶解性、较低的粘度、丰富的内部空腔和表面官能团等。这些性质使得PAMAM在催化、药物载体、纳米材料修饰等领域具有重要的应用价值。

（二）氧化石墨烯

氧化石墨烯是石墨烯的氧化产物，其表面含有大量的含氧官能团，如羟基、羧基、环氧基等。这些官能团使得氧化石墨烯具有良好的亲水性和分散性，同时也为其进一步的化学修饰提供了活性位点。氧化石墨烯具有良好的力学性能、电学性能和热学性能，但由于其表面官能团的存在，其导电性和热稳定性相对较差。

表面修饰在PAMAM-氧化石墨烯定制中的重要性

（一）改善分散性

氧化石墨烯在溶液中容易发生团聚，影响其性能和应用效果。通过表面修饰引入PAMAM分子，可以利用PAMAM的支化结构和亲水性官能团，增加氧化石墨烯片层之间的空间位阻，从而有效防止其团聚，提高其在溶液中的分散性。

（二）调控表面性质

PAMAM树状大分子具有丰富的端基官能团，如氨基、羧基、羟基等。通过选择不同的端基官能团对PAMAM-氧化石墨烯进行表面修饰，可以调控其表面电荷、亲疏水性等性质，使其更好地适应不同的应用环境。例如，引入带正电的氨基官能团可以使材料表面带正电，有利于其在生物医学领域与带负电的细胞或生物分子相互作用。

（三）增强功能化

表面修饰可以为PAMAM-氧化石墨烯引入特定的功能基团或分子，从而赋予其新的功能。例如，通过修饰荧光基团可以实现材料的荧光成像功能；修饰靶向分子可以实现材料的靶向输送功能。这些功能化的PAMAM-氧化石墨烯在生物医学、环境监测等领域具有重要的应用价值。

PAMAM-氧化石墨烯的定制化修饰原理与方法

（一）原理

PAMAM 作为一种具有丰富胺基官能团的树枝状大分子，其与氧化石墨烯的结合主要基于二者之间的化学反应。氧化石墨烯表面富含大量的含氧官能团，如羟基、环氧基和羧基等，这些官能团为 PAMAM 的接枝提供了丰富的反应位点。通过化学键合的方式，PAMAM 分子能够牢固地固定在氧化石墨烯的表面，形成一层均匀的修饰层。这种修饰过程不仅改变了氧化石墨烯的表面化学性质，还为其赋予了 PAMAM 所具有的独特性能。

（二）方法

常见的修饰方法包括共价键合和非共价键相互作用。共价键合是通过化学反应，使 PAMAM 分子与氧化石墨烯表面的官能团之间形成稳定的共价键。

1 共价修饰

共价修饰是通过化学反应将PAMAM分子与氧化石墨烯表面的官能团形成共价键连接。常用的共价修饰方法包括酯化反应、酰胺化反应等。例如，通过酯化反应将PAMAM的羧基与氧化石墨烯表面的羟基连接起来，形成稳定的共价键。共价修饰可以使PAMAM牢固地结合在氧化石墨烯表面，提高材料的稳定性。同时，共价修饰还可以引入特定的功能基团，实现对材料性能的调控。例如，在PAMAM分子上引入荧光染料分子，可以使PAMAM-氧化石墨烯具有荧光成像功能，在生物医学领域用于细胞标记和成像。

2 非共价修饰

非共价修饰是利用PAMAM与氧化石墨烯之间的非共价相互作用，如氢键、π-π堆积作用、静电相互作用等，将PAMAM分子吸附在氧化石墨烯表面。非共价修饰具有操作简单、条件温和等优点，不会破坏氧化石墨烯的结构。例如，PAMAM分子中的氨基可以与氧化石墨烯表面的羧基形成氢键，从而实现非共价修饰。非共价修饰可以在一定程度上改善氧化石墨烯的分散性和表面性质，同时保留其原有的性能。此外，非共价修饰还可以通过调整PAMAM的浓度和修饰时间等参数，实现对修饰程度的控制。

3 性能提升效果

通过表面修饰，PAMAM-氧化石墨烯的性能得到提升。在电学性能方面，表面修饰可以改善氧化石墨烯的导电性。例如，引入具有导电性的PAMAM衍生物或通过修饰引入导电纳米颗粒，可以提高PAMAM-氧化石墨烯的电导率，使其在超级电容器、锂离子电池等领域具有更好的应用性能。在力学性能方面，表面修饰可以增强氧化石墨烯的机械强度。PAMAM分子在氧化石墨烯片层之间起到“桥梁”作用，增加了片层之间的相互作用力，提高了材料的力学性能。在生物相容性方面，表面修饰可以改善氧化石墨烯的生物相容性。

PAMAM-氧化石墨烯定制服务通过表面修饰实现了材料性能的定制化提升，为满足不同领域的需求提供了可能。共价修饰和非共价修饰等不同的表面修饰策略可以有效地改善氧化石墨烯的分散性、调控其表面性质和增强其功能化。经过表面修饰的PAMAM-氧化石墨烯在电学性能、力学性能和生物相容性等方面得到了提升，在生物医学、能源、环境等领域具有应用前景。