石墨烯自2004年从石墨中被发现并成功分离以来，迅速成为科学界的新兴研究热点。由于石墨烯基材料具有出色的电性能、力学性能和热特性以及生物相容性，因此被广泛应用于医疗行业，尤其是生物电子学、生物成像、药物输送和组织工程学等领域。石墨烯基材料还具有出色的电化学特性和光学特性，以及通过堆叠作用、静电相互作用等方式吸附多种芳香族生物分子的能力，从而使其成为构建生物传感器和装载药物的理想材料。本卷面向的主要读者是即将毕业的本科生、攻读学位的研究生，以及刚刚跨入石墨烯生物材料研究领域的人员。
《石墨烯手册 第7卷：生物材料》力图概述石墨烯在生物医学应用领域的诸多研究，这些应用是通过不同的方式利用石墨烯的性质来实现的。
《石墨烯手册 第7卷：生物材料》首章全面阐述了石墨烯和石墨烯基材料在生物（如生物传感及生物成像、生物靶向）、医学和生物医学（如药物输送和抗菌等）领域的应用。氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物，同样具备石墨烯的结构和性能特点，因此也被广泛应用于各个领域。第2章介绍了氧化石墨烯纳米片对水泥复合材料结构和性能的影响。迄今为止，人们不断地探索石墨烯基材料在医学应用中的潜在风险指数，以及用作组织工程材料的可持续性。第3章详细介绍了石墨烯基材料在临床改善中的应用，这些应用领域包括心脏、神经、软骨、肌肉骨骼和皮肤工程等。第4章介绍了突触器件的基本工作原理，并与生物突触进行类比，在此基础上讨论了几种基于石墨烯的电阻式存储器和晶体管的物理学原理。第5章集中阐述了不同石墨烯基材料的结构及其合成方法、相应材料的性质、优缺点以及这些材料作为生物医学植入物的应用。第6章介绍了二硫化钼和二硫化钨可饱和吸收体在超短脉冲光纤激光器上的应用。第7章内容是对比研究，通过分子模拟和实验，确定石墨烯对沥青黏合剂热力学性能的影响。
第1章 石墨烯和石墨烯基材料在生物、生物医药及医学领域的应用
1．1 概述
1．2 石墨烯的问世
1．3 石墨烯的重要性
1．4 石墨烯和石墨烯基材料的生物学应用
1．4．1 生物传感和生物成像
1．4．2 生物靶向
1．4．3 生物标记和生物识别
1．5 石墨烯及石墨烯基材料的医学和生物医学应用
1．5．1 药物递送
1．5．2 抗微生物应用
1．6 挑战与展望
1．7 小结
参考文献
第2章 氧化石墨烯纳米片对水泥复合材料结构和性能的影响
2．1 概述
2．2 氧化石墨烯纳米片的制备和结构特征
2．2．1 制备方法
2．2．2 结构特征
2．3 使用氧化石墨烯纳米片制备水泥复合材料
2．4 氧化石墨烯纳米片对水泥复合材料微观结构和性能的影响
2．4．1 氧化石墨烯纳米片用量对水泥复合材料微观结构和性能的影响
2．4．2 不同含氧量的氧化石墨烯纳米片对水泥复合材料微观结构和性能的影响
2．4．3 水化时间对水泥复合材料微观结构和力学性能的影响
2．4．4 氧化石墨烯纳米片尺寸对水泥复合材料微观结构和力学性能的影响
2．4．5 氧化石墨烯纳米片对硬化水泥浆体孔结构的影响
2．5 通过掺杂薄层式氧化石墨烯纳米片制备具有大尺度有序微结构的水泥复合材料及其结构与性能研究
2．5．1 通过形成羧甲基壳聚糖/氧化石墨烯插层复合材料制备薄层式氧化石墨烯纳米片
2．5．2 大尺度、大体积有序结构水泥复合材料的制备
2．5．3 水泥复合材料的力学性能及耐久性参数
2．6 氧化石墨烯纳米片对水泥水合晶体结构的影响
2．7 规则形状的水泥水合结晶及其有序微观结构的形成机理
2．7．1 氧化石墨烯纳米片对水泥水化产物的调控机理
2．7．2 大尺度规则水合晶体和水泥复合材料的大体积有序结构的形成机理
2．7．3 普通水泥复合材料成型机理的实验基础
2．8 小结
参考文献
……
碳，作为有机生命体的骨架元素，见证了人类的历史发展；碳材料和其应用形式的更替，也通常标志着人类进入了新的历史进程。石墨烯这种单原子层二维材料作为碳材料家族最为年轻的成员，自2004年被首次制备以来，一直受到各个领域的广泛关注，成为科研领域的“明星材料”，也被部分研究者认为是有望引发新一轮材料革命的“未来之钥”。经过近20年的发展，人们对石墨烯的基础理论和在诸多领域中的功能应用方面的研究，已经取得了长足进展，相关论文和专利数量已经逐渐走出了爆发式的增长期，开始从对“量”的积累转变为对“质”的追求。回顾这一发展过程会发现，从石墨烯的拓扑结构，到量子反常霍尔效应，再到魔角石墨烯的提出，人们对石墨烯基础理论的研究可以说是深入且扎实的。但对于石墨烯的部分应用研究而言，无论在研究中获得了多么惊人的性能，似乎都难以真正离开实验室而成为实际产品进入市场。这一方面是由于石墨烯批量化制备技术的精度和成本尚未达到某些应用领域的要求；另一方面，尽管石墨烯确实具有优异甚至惊人的理论性能，但受实际条件所限，这些优异的性能在某些领域可能注定难以大放异彩。
我们必须承认的是，石墨烯的概念在一定程度上被滥用了。在过去数年时间内，市面上出现了无数以石墨烯为噱头的商品，石墨烯似乎成了“万能”添加剂，任何商品都可以在掺上石墨烯后身价倍增，却又因为不够成熟的技术而达不到宣传的效果。消费者面对石墨烯产品，从最初的好奇转变为一次又一次的失望，这无疑为石墨烯应用产品的发展带来了负面影响。在科研上也出现了类似的情况，石墨烯几乎曾是所有应用领域的热门材料，产出了无数研究成果和水平或高或低的论文。无论对初涉石墨烯领域的科研工作者，还是对扩展新应用领域的科研工作者而言，这些成果和论文都既是宝藏也是陷阱。
如何分辨这些陷阱和宝藏？石墨烯究竟在哪些领域能够为科技发展带来新的突破？石墨烯如何解决这些领域的痛点以及这些领域的前沿已经发展到了何种地步？针对这些问题，以及目前国内系统全面的石墨烯理论和应用研究相关著作较为缺乏的状况，北京石墨烯技术研究院启动了《石墨烯手册》的翻译工作，旨在为国内广大石墨烯相关领域的工作者扩展思路、指明方向，以期抛砖引玉之效。
《石墨烯手册》根据Wiley出版的Handbook of Graphene翻译而成，共8卷，分别由来自世界各国的石墨烯及相关应用领域的专家撰写，对石墨烯基础理论和在各个领域的应用研究成果进行了全方位的综述，是近年来国际石墨烯前沿研究的集大成之作。《石墨烯手册》按照卷章，依次从石墨烯的生长、合成和功能化；石墨烯的物理、化学和生物学特性研究；石墨烯及相关二维材料的修饰改性和表征手段；石墨烯复合材料的制备及应用；石墨烯在能源、健康、环境、传感器、生物相容材料等领域的应用；石墨烯的规模化制备和表征，以及与石墨烯相关的二维材料的创新和商品化展开每一卷的讨论。与国内其他讨论石墨烯基础理论和应用的图书相比，更加详细全面且具有新意。
《石墨烯手册》的翻译工作历时近一年半，在手册的翻译和出版过程中，得到国防工业出版社编辑的悉心指导和帮助，在此向他们表示感谢！
《石墨烯手册》获得中央军委装备发展部装备科技译著出版基金资助，并入选“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目。
由于手册内容涉及的领域繁多，译者的水平有限，书中难免有不妥之处，恳请各位读者批评指正！
