石墨烯作为一颗碳纳米材料界的新星，具有与众不同的结构及耀眼的物理及化学性能。由于以上优势，石墨烯材料及其衍生物在材料的生物学等领域有不可估量的发展前景。但同时，作为生物医学材料进行应用，石墨烯也有一定的缺点:亲水性较差、较易发生聚集现象、较难均匀分散于水和有机溶剂中。以上缺点成为限制其在生物领域进行应用的致命伤。为使这一矛盾得以解决，并能够最大化的发挥原始石墨烯材料本身的优势。本文采用物理羧基离子注入和化学功能化两种方法对石墨烯材料进行表面改性，进而对原始石墨烯的生物相容性进行改进。　　扫描电子显微镜及透射电子显微镜测试结果显示就保持原始石墨烯表面形貌程度这一方面而言，羧基离子注入这一表面改性方法优于化学功能化法。傅里叶红外光谱测试以及拉曼测试证明了羧基离子注入石墨烯及功能化石墨烯表面均成功引入了含氧功能团。X射线光电子能谱和亲水性测试显示运用羧基离子注入方法可使含氧功能团集中于材料表面，在材料的表面改性这一领域，羧基离子注入法优于化学功能化方法。　　本文选用L929小鼠成纤维细胞对原始石墨烯、羧基离子注入石墨烯以及功能化石墨烯进行细胞相容性测试。实验结果表明细胞在羧基离子注入石墨烯材料样品表面的生长情况最为喜人，细胞数量最多，形态也最为舒展，粗长的伪足将细胞与材料表面紧紧链接在一起。说明含氧功能团的引入可极大的提升原始石墨烯在细胞方面的相容性。　　本研究以溶血实验及血小板粘附实验为代表，对各个样品的血液相容性实行比较。经过羧基离子注入后，石墨烯材料表面黏附的血小板数量减少，形态较为饱满，未被激活，溶血率降低。并且羧基离子的注入剂量在一定范围内升高时，材料的血液相容性也会随之提高，说明氧元素的引入对石墨烯血液相容性的改善效果显著。