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分子生物电子器件,如生物燃料电池,通常由电子换能器和生物识别元件两 部分组成,而电子换能器需要将生物识别元件产生的化学信号转变为电子信号, 并有效的在固定化的生物材料和导电载体之间传输电子。因此,高导电性、大比 表面积、良好的生物兼容性、易于固定在导电载体上的新材料在新型高效分子生 物电子器件的研究中,具有潜在的应用前景。作为一种新型的碳纳米结构,石墨 烯由于其具有如下优良的性质,在电子换能器的应用中表现出特别诱人的应用价 值。首先,石墨烯具有大的比表面积和高的导电性,为石墨烯作为良好的电子换 能器奠定了基础;其次,由于石墨烯表面有丰富的π 电子和含氧官能团,因此石墨烯可以很容易的和各种功能分子集成;再次,相比于碳纳米管,石墨烯不但可 以简单的通过廉价的石墨大量合成,而并不需要复杂的步骤和设备,而且可以在多种溶剂中均匀分散,从而易于操作。在本研究中,我们成功地构建了基于石墨 烯的电子换能器,并以脱氢酶作为生物识别单元,发展了葡萄糖/O2 生物燃料电 池。