石墨烯在許多行業中具有很大的潛力，這是由於其大量的性質使其成為許多不同應用的優質材料。石墨烯顯示出巨大潛力的一個領域，並且已在學術界廣泛研究，其在各種類型的傳感器中使用。在本文中，我們將研究石墨烯在傳感器行業中廣泛使用的潛力以及可能阻止它們被使用的潛在缺陷。
石墨烯的潛力
石墨烯在傳感器方面具有很大的潛力，這主要歸功於石墨烯具有出色的傳感能力，這是由於其許多特性和特性所致。在學術界，石墨烯已被納入許多類型的傳感器，包括可檢測葡萄糖，DNA和其他小生物分子的生物傳感器，溫度和溼度傳感器，壓電和壓阻傳感器，可測量大量小氣體分子的氣體傳感器和揮發性有機化合物（VOCs），電容傳感器，光學傳感器和壓力傳感器。應該注意的是，在這些系統中不僅使用單層CVD石墨烯，而且還使用多層石墨烯（MLG）氧化石墨烯（GO），還原氧化石墨烯（rGO）和石墨烯納米片（GNP）。
那麼為什麼石墨烯具有如此巨大的潛力呢？
有許多方法可以用石墨烯片或其衍生形式之一進行傳感。這可以包括在壓力下提供彎曲響應，在其表面或在功能化表面上的限定空腔內吸附分子（其範圍可以從水分中的水分子到多種類型的氣體，生物分子和其他分子），或者通過使用高導熱率來檢測熱變化來調用熱響應。
無論感應機制如何，石墨烯的一些其他特性才是真正的好處，因為它們能夠檢測出可測量的響應。石墨烯在其表面的高濃度移動電荷載體，以及其高導電性，是可測量的環境的任何變化的原因。因此，在基於石墨烯的傳感器中，當石墨烯片發生變化時，無論是吸收，彎曲還是其它，這都會導致片材的電導率發生變化，然後可以檢測到這種變化。毋庸置疑，這是一種高效的機制，使石墨烯傳感器比其他材料製成的傳感器更有效。
基於石墨烯的傳感器在學術界蓬勃發展，目前對石墨烯的廣泛使用限制本質上並不是唯物主義。相反，他們更注重行業和生產。
石墨烯的工業生產方面目前存在一些問題。目前，還沒有任何標準和法規來確保每個石墨烯製造商都按照規定的質量生產石墨烯。當你考慮到不同的國家可以採用不同的標準時，這也變得更加棘手，因此石墨烯的質量可能在地理上依賴。研究表明，大多數石墨烯製造商生產不同等級的石墨烯，由於缺乏標準，高質量和低質量的石墨烯（由層數決定 - 其中一些是技術上的石墨）都屬於相同的“石墨烯”橫幅。各種石墨烯衍生物的問題是相同的。此外，還表明了石墨烯的質量，以及隨後的 產品中的層數可能因同一公司的批次而異。鑑於傳感器是通過提供高度準確和精確的測量來控制的，將石墨烯放入不知道其質量的傳感器中可能是確保一系列傳感器產品（以及相同傳感器類型的不同單元）的準確性的巨大問題。
石墨烯會改變傳感器行業嗎？
在這一點上很難說。它當然有潛力，但很多將最終依賴於製造商提出的生產，標準和一致質量的進步。對於其他應用，例如將石墨烯結合到水泥中，質量不需要那麼高。然而，傳感器需要執行高度精確的測量，這將高度依賴於石墨烯的質量 - 因為較低質量的石墨烯可能不能像高質量石墨烯那樣有效地吸附分子，彎曲或執行任何其他感測機制。這可能導致傳感器不一致的問題，並且在許多傳感器已經可靠的世界中，潛在的額外效率不會抵消不可靠性，並且這可能妨礙它們被廣泛使用。
然而，如果石墨烯（和各種衍生物）的基本生產得到改善並且更加可靠，那麼石墨烯就有可能徹底改變傳感器。但是，它可能不僅僅是石墨烯，它將徹底改變傳感器行業。傳感器以及數據的使用方式目前正在通過物聯網（IOT），工業物聯網（IIOT）和工業4.0進行巨大轉變。由於有效分析數據的能力正在轉變，並且可以比以往同時分析更多數據，這意味著它為傳感器打開了大門，可以提供更準確和精確的測量。因此，石墨烯可能會使獲取數據的實際傳感器發生革命性的變化。
文章轉載自公眾號：石墨烯雷達