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        氧化石墨烯(GO)的螯合作用大大縮短了Gd³⁺水溶液的質子弛豫時間。然而，導致弛豫值增加的因素和觀測到的現象背后的機制仍然不明確。在這項工作中，我們研究了氧化石墨烯/Gd³⁺溶液的弛豫時間與氧化石墨烯的氧化水平和片狀尺寸的關系。自旋-晶格弛豫率(r₁)和自旋-自旋弛豫率(r₂)隨氧化程度的增加而增加。隨著超聲氧化石墨烯薄片粒徑的減小，其弛豫度也隨之增大。觀察到的現象可以通過在這兩個參數的影響下產生的邊緣官能團數量的增加來解釋。這些基團的含量、形成及與Gd³⁺離子的螯合。溶液的粘度不直接影響弛豫時間。使用高氧化水平和小粒徑的氧化石墨烯樣品，我們記錄了高弛豫值:r₂ = 114.7 mM^-1 s^-1,r₁ = 97.0 mM^-1 s^-1。這為開發基于GO/Gd³⁺的MRI造影劑創造了直接途徑。
 

圖1. 三種氧化石墨烯樣品的特征。(a) TGA曲線。(b) FTIR光譜。
 

圖2. (a)與Gd³⁺水合離子相比，由GO-4.0、GO-3.6和GO-3.2三種不同原始GO樣品制備的GO/Gd³⁺溶液的自旋晶格r₁和(b)自旋-自旋r₂弛豫度。
 

圖3. 原始GO-4.0(a)，和超聲處理后的sGO-4.0 (b)的SEM圖像。

 
圖4. 用sGO-4.0、sGO-3.6和sGO-3.2制備的sGO/Gd³⁺溶液的自旋晶格r₁ (a)和自旋-自旋r₂ (b)弛豫度，與Gd³⁺水離子相比。
 
        相關研究成果由俄羅斯喀山聯邦大學化學研究所先進碳納米材料實驗室Anna Ziyatdinova等人于2024年發表在Journal of Molecular Liquids (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2024.124438 )上。原文：The NMR relaxivity of gadolinium (III) solutions as the function of oxidation level and flake size of graphene oxide

轉自《石墨烯研究》公眾號