對現(xiàn)有技術(shù)不適宜的惡劣環(huán)境，現(xiàn)在可以使用石墨烯基傳感器進行監(jiān)測。作為一個有趣的碳結(jié)構(gòu)，石墨烯由碳原子的六角環(huán)相互連接的石墨層組成，一種具有獨特的電子、物理性質(zhì)和多種應(yīng)用可能性的結(jié)構(gòu)。
Muhammad_Hussain
“石墨烯多年來一直被認(rèn)為是一種神奇的材料，但它在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用還沒有被探索，”索哈伊爾謝赫說，他和考斯特的穆罕默德·侯賽因一起開發(fā)了這種新型傳感器。“現(xiàn)有的傳感器技術(shù)在非常有限的環(huán)境條件下運行，如果有很大的偏差，就會失效或變得不可靠，”Shaikh補充道。這種新型魯棒傳感器依靠石墨烯電阻的變化來響應(yīng)溶液的溫度、鹽度和用pH值測量酸度的變化。該系統(tǒng)還有潛力監(jiān)測其他變量，包括壓力和水流量。
graphene-sensors-pH
研究人員指出，對多個變量的感知可以整合到一個器件中，大大提高了它的實用性。一張石墨烯薄膜被轉(zhuǎn)移到聚酰亞胺聚合物的柔性薄片上，它可以連接上相應(yīng)的電子系統(tǒng)來收集和發(fā)射所監(jiān)測的環(huán)境變量的信號。
重大的突破在于系統(tǒng)的彈性，使其能夠承受高達650攝氏度的溫度、高鹽度、變壓、強輻射、反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)、高濕度或這些條件的任何組合。這個傳感器還可以具有高靈敏度的優(yōu)勢，例如，相對于現(xiàn)有產(chǎn)品，溫度傳感的靈敏度提高了260%。
Sohail_Shaikh
正如侯賽因所解釋的：“我們的研究是第一次明確展現(xiàn)了石墨烯作為一種能在各種惡劣環(huán)境條件下使用的傳感材料的前景。”現(xiàn)實中可能的應(yīng)用包括監(jiān)測海水、體液、石油和天然氣工業(yè)、空間探索以及許多涉及暴露于可能損壞現(xiàn)有傳感器的化學(xué)品的情況。
該傳感器的二維結(jié)構(gòu)和靈活性也使其適用于潛水員和運動員的可穿戴技術(shù)，或用于醫(yī)療應(yīng)用。研究人員認(rèn)為，將電子設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和萬聯(lián)網(wǎng)（IoE）技術(shù)相結(jié)合的不斷發(fā)展，將為魯棒傳感器和柔性傳感器帶來許多需求和機遇。
摘自《美國石墨烯委員會》網(wǎng)站
