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由于石墨烯的大接触面积、分子极结构、原子尺寸厚度、可功能化等特色，石墨烯可应用于细菌侦测与疾病诊断。例如，用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的纳米孔，能让DNA分子链通过此纳米孔，然后检测此过程中整个器件的电压，从而确定DNA分子链中的各个碱基。因为DNA的四个碱基对石墨烯电导率的影响不同，所以不同碱基通过纳米孔时，造成纳米孔两端的的电压差不同，从而确定DNA的碱基序列。
1.5 石墨烯复合材料对水中重金属离子的吸附
近年来，日益增加的工业废水排放量导致了严峻的环境污染问题。由于废水中存在的铅、铜、镉、汞、锰、铬等重金属离子在进入生态系统后不仅会富集和迁移，还有可能在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物，从而对环境和人造成更大危害。因此，治理重金属污染的工作已经引起全世界的重视。目前已报道的石墨烯复合材料用于水体中重金属离子吸附的研究很多，主要研究对象包括水体中的Cu2+、Pb2+、Ni 2+、Hg2+、Cd2+、Co 2+、CrO42-或Cr2O72-、AsO33-或AsO43-等重金属离子。
Tao[6]等用GO吸附除去水中的Cu2+，饱和吸附量达到46.6mg/g，研究者认为主要是由于GO表面的含氧基团与Cu2+的络合作用使Cu2+吸附在其表面，而GO表面含氧官能团很多，所以其吸附量较大。后又有研究者采用冷冻干燥的方法把GO做成气凝胶，增大其比表面积，吸附除去水中的Cu2+仅需吸附15min可达平衡，大大提高了吸附效率。
Zhao[7]等也利用GO表面的含氧基团与Pb2+的络合作用来吸附除去水中的Pb2+。研究发现溶液pH值对水体中Pb2+的吸附影响较大。
Ren[8]等利用KMnO4与GO发生的氧化还原反应制备了复合材料。室温下该复合材料对Ni 2+的饱和吸附量可达46.6mg/g，随后，Sreeprasad[9]等用类似的方法也成功制备了GN-Ag和GN-MnO2,这两种复合材料对于水体中Hg2+的吸附能力都比GN、GO强。
Zhu[10]等将五羰基铁、GN、二甲基甲酰胺、十二烷基苯磺酸钠的混合溶液热解，得到一核双壳的核壳结构的Fe纳米粒子负载在GN表面。用此磁性复合材料去除水中的Cr6+，不仅效率高、去除彻底而且用时短。该复合材料对Cr6+的吸附能力比纯GN更强