纳米结构化合物因其独特的性质而引起了专家们的兴趣，这些性质使它们区别于普通材料[1]。因此，这些纳米材料可以用于多种应用，包括太阳能电池板、光电子学、催化剂、传感器和制药[2]、[3]。有多种制造工艺，如化学气相沉积[4]、水热法[5]、化学法[6]、喷雾热解[7]、溶胶-凝胶法[8]和溅射法[9]。这些技术根据具体需求和物质类型定制了纳米技术材料[10]。
其中，利用脉冲光烧蚀在液体中[11]制备了具有不同尺寸和形状的纳米结构资源，这些资源与激光的特性（如能量、波长和脉冲持续时间）相关。另一种方法是使用脉冲激光烧蚀在液体中（PLAL）来合成金属。这种方法因其纯度、简单性、能够合成纳米级颗粒以及对激光烧蚀过程最终产品的有效控制而受到青睐[12]。与传统化学法、溶胶-凝胶法或其他工艺相比，PLAL是一种绿色、经济、环保且无毒的合成方法。PLAL是在高质量纳米颗粒上进行的，只需要一个合成步骤，无需复杂的后处理方法或化学杂质。因此，PLAL是一种可持续的技术，具有制造和合成纯净绿色纳米材料的潜力[13]。
石墨烯及其衍生物，如氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO），是由碳原子组成的单层二维纳米片，碳原子以六角晶格排列[14]、[15]。研究表明，石墨烯纳米片上的官能团（如分子边缘的羧基、基面的羟基和环氧基）可以与多种材料发生相互作用[16]。这些官能团在分子水平上提供了强大的界面键合，并在不同纳米片位点之间产生强氢键[17]。因此，由于其独特的性质和在多个行业中的应用（例如尺寸依赖的光致发光、生物相容性、无毒性和光化学稳定性[19]），石墨烯引起了极大的兴趣。二氧化硅（SiO₂）是一种高效的纳米材料，因其高表面积、优异的化学稳定性、电绝缘性能和良好的光学透明度[3]。二氧化硅（SiO₂）因其众多优点（包括生物相容性、可降解性、低成本、与多种材料的兼容性以及低毒性[20]而受到青睐。它具有很高的表面可修饰性，便于与其他材料结合，适用于光学、生物和电子应用。纳米二氧化硅还可用于电池、涂料、玻璃、钢材和有机玻璃[21]。为了制备SiO₂纳米结构薄膜，使用了多种物理和化学沉积方法，包括直流反应磁控溅射[22]、溶胶-凝胶[23]、阳极氧化[24]和喷雾沉积[25]、[26]。
抗菌活性是指化学物质抑制或阻止细菌生长的能力。目前市场上大多数抗菌药物要么是人工合成的，要么是从生物体中提取的[27]。为了发挥其抗菌作用，纳米颗粒必须与细菌细胞紧密接触。范德华力、疏水性、受体-配体相互作用和静电相互作用是相关的相互作用示例[28]。纳米颗粒穿透细菌膜，然后沿着代谢途径改变细胞膜的结构和功能[29]。革兰氏阳性和阴性细菌会影响GO的抗菌效果，GO表现出复杂的破坏模式[30]、[31]。
一些研究人员独立或与其他纳米材料结合合成了石墨烯，用于各种应用。M. C. Mbambo及其同事在常压条件下，使用脉冲Nd:YAG激光在H₂O中烧蚀石墨靶材制备了石墨烯纳米片。研究表明，可以使用一步法在水介质中通过脉冲近红外激光（1064 nm）烧蚀纯石墨靶材表面来合成石墨烯纳米片。激光烧蚀在液体中的技术具有巨大的潜力，可用于制备基于石墨烯纳米片的纳米流体，这些纳米流体可用作传热流体[32]。H. Sadeghi等人研究了液体环境对激光烧蚀石墨烯纳米片性质的影响。他们使用波长为1064 nm、重复率为5 Hz的Nd:YAG激光处理分散在各种溶剂（包括蒸馏水、丙酮、液氮和酒精）中的石墨。研究结果表明，蒸馏水是最有效的制备石墨烯纳米片的溶剂[33]。G. K. Yogesh等人使用1064 nm的PLA激光制备了氧化石墨烯纳米颗粒（nGO）。透射电子显微镜图像显示nGO的平均粒径为26 nm。XRD测量中的一个峰值表明，在PLA作用下石墨烯片发生了剥离。XPS、拉曼和FTIR显示了石墨烯前体的氧化。通过光致发光（PL）实验发现，nGO的激发依赖性PL发射，其中蓝绿色区域（455 nm）的PL发射强度最高。体外实验表明，低浓度（1% v/v）和高浓度（5%和10% v/v）的nGO对平滑肌细胞没有直接的细胞毒性作用，也不会影响平滑肌细胞的增殖速度。此外，基于PLA的GO具有生物相容性和光致发光性，适用于生物成像应用[34]。
尽管有几项研究报道了使用激光合成石墨烯和SiO₂纳米材料，但每项研究仅考虑了一个或两个因素。然而，没有研究比较或探讨了不同因素（如激光能量、激光类型、脉冲持续时间或波长）对GO和SiO₂等纳米材料表征和性质的影响。本研究首次报告了多个因素对GO和SiO₂合成的影响，并提供了结果的全面比较。此外，本研究的主要目的是使用脉冲激光烧蚀（CO₂激光）在液体介质中合成GO@SiO₂纳米复合材料。研究人员检查了这些纳米颗粒的结构、形态和光学性质，以及它们对其他微生物（特别是金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细胞毒性和抗菌活性。本研究建立了一种绿色且经济的生产方法，并全面了解了GO@SiO₂纳米复合材料的多功能性能，使其适用于先进的光电和生物应用。
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