納米材料環境風險是當前環境領域研究的熱點之一，但是納米材料的環境行為與其生物效應的關系至今尚未有效闡明，從而阻礙了納米材料生態環境風險的科學評估。日前，環境科學與工程學院本科生高越、方重組成科研團隊，依托“國家級大學生創新創業訓練計劃”項目對氧化石墨烯的水生生物效應及其機制研究展開研究，該項目被評為“2017年本科創新項目特等獎”。

作為石墨烯類納米材料，氧化石墨烯由于具有諸多優點，而作為衛生醫學、化學化工、電子產品、環境保護技術等的關鍵功能材料迅速進入到了人們的生產生活；同時，它也會不可避免地釋放到生態環境當中。

“目前有關于氧化石墨烯的研究多是側重于分析單純的氧化石墨烯的生物影響，但關于氧化石墨烯的復合態所產生的毒理效應尚未被有效闡明，因此本項目重點研究氧化石墨烯在復合條件下的環境行為與多方位生物效應，彌補相關研究的不足。”項目負責人高越介紹。“基于此，本項目一方面是以氧化石墨烯復合多環芳烴為代表，研究在其共同作用下對于斑馬魚所產生的生物效應；另一方面則是以氧化石墨烯-環氧樹脂復合材料為代表，研究納米復合材料對于小球藻所產生的生物效應，初步揭示了氧化石墨烯化學行為與水生生物效應的關系，最終為科學評估氧化石墨烯的生態環境風險提供數據參考。”

通過研究，項目組發現，在氧化石墨烯復合多環芳烴共同作用下，斑馬魚腦部的多環芳烴受體以及抗氧化酶的活性發生了改變，氧化石墨烯可能由于其結構與多環芳烴的相似性，成為多環芳烴受體的配體，進而可能引起腦部組織及細胞衰老的加速；同時，氧化石墨烯復合材料在水體中會釋放出氧化石墨烯，進入小球藻細胞內部或吸附在表面，影響小球藻的生長繁殖、葉綠素合成、體內活性氧自由基水平及代謝通路。

“因此，我們嘗試分析氧化石墨烯復合材料與環境之間的關系。”項目組認為，無論是氧化石墨烯復合多環芳烴還是氧化石墨烯復合材料，都可能是氧化石墨烯釋放到環境中存在的形式，從而以復合態形式作用于環境中的生物，帶來有利或不利的影響。基于部分實驗數據，項目組成員在指導教師的帶領及課題組其它成員協助下，在《環境科學與技術》(Environmental Science & Technology)及《碳》(Carbon)上發表兩篇1區SCI論文。

“作為本科生探索科研項目，研究的內容上還存在一些不足，比如氧化石墨烯復合材料在環境中釋放的行為，及其作用于生物的深層機理等都尚未有效得到分析。”胡獻剛說，國創項目的最大意義在于使課題組成員能夠接觸到科學研究，培養科研興趣，為進一步深造打下基礎，希望能在未來的碩士、博士研究中，保持勤奮、嚴謹、創新的學習態度，做出具有意義的科研成果。