1. 研究目的与意义（文献综述）

拥有量身定做的生物、物理以及化学性能的仿生材料以及结构可以给生物细胞的研究、应用提供一个不可或缺的方式去在恶劣或者复杂环境中保护或调解细胞的功能。这种仿生细胞包覆可以显著的增加细胞在恶劣环境中的生存能力以及稳定性，也可以扩大细胞在要求高的生物医学、生物技术以及生物电子技术中的适用性。

仿生材料被设计并去尝试模仿在生物有机体中出现的基本要素、性质以及过程。最近仿生工程学的成功应用包括j. hazel , m. stone , m. s. grace , v. v. tsukruk以及l. mahadevan , s. daniel , m. k. chaudhury等人在1999年及2004年发表的关于蛇形蠕动的研究a. woesz , j. c. weaver , m. kazanci , y. dauphin , d. e. morse ,j. aizenberg , p. fratzl等人在2006年关于海绵体的研究以及h. lee , y. lee , a. r. statz , j. rho , t. g. park , p. b. messersmith等人在2008年关于海洋贻贝粘附行为的研究。其他受欢迎的研究也包括b. d. rathner , s. j. bryant , annu等人在2004年关于细胞表面的修饰去克服非特异性的蛋白质吸收研究。

近几年关于生物电子学的研究如生物传感器、基于细胞的热力学、化学传感器、仿生设备、生物芯片技术也逐渐浮现、发展。在这一方面，纳米材料被广泛运用于细胞电气科学的界面，尤其是在纳米线、碳纳米管以及近年来的石墨烯的晶体管方面，这些纳米材料被用来传感细胞反应，以用于传感器、生物医学设备以及能量转换系统。细胞可以被放置在晶体管上以形成细胞-导电接口交互界面。可以以还原氧化石墨烯片作为包埋材料将酵母菌包覆来形成这种交互界面，这样还原氧化石墨烯片在细胞表面上形成的导电层可以证明其与细胞的机电耦合。同时也可以观察到细胞体积以及表面应力在包覆石墨烯后的变化，进一步也可以研究细胞在生长、分裂以及生理学上的过程中的动力学。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：用葡萄糖对氧化石墨烯还原得到分散度高的还原氧化石墨烯片，并用氨基苯硼酸作为结构导向剂对酵母细胞进行包埋，进一步加入金属颗粒点缀。

材料表征：采用sem、tem、切片投射、荧光显微等表征手段对包埋好的细胞及普通细胞进行形貌结构及结构特征分析，采用循环伏安法和阻抗谱测试等电化学测试技术对其进行电化学性能评估，采用xrd、拉曼、紫外灯测试技术对得到的还原氧化石墨烯片进行表征、分析，采用edx对金元素进行分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4—7周：按照设计方案，通过葡萄糖还原法制备还原氧化石墨烯片溶液。

第8－13周：采用xrd、sem、cv等测试技术对复合材料的显微结构、形貌、电化学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

1.kempaiah r, chung a, maheshwari v. graphene as cellular interface: electromechanical coupling with cells[j]. acs nano, 2011, 5(7):6025.

2.kempaiah r, salgado s, chung w l, et al. graphene as membrane for encapsulation of yeast cells: protective and electrically conducting.[j]. chemical communications, 2011, 47(41):11480.

3.liu z, xu x, tang r. improvement of biological organisms using functional material shells[j]. advanced functional materials, 2016, 26(12):n/a-n/a.