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石墨烯可以彻底改变传感器行业吗?

图片来源:Giroscience/S欧洲杯线上买球hutterstock.com

石墨烯对许多行业都有很大的潜力,这是由于其大量属性使其成为许多不同应用的绝佳材料。石墨烯表现出很大的希望并在学术界进行了广泛研究的一个领域是在各种传感器中的使用。在本文中,我们研究了在传感器行业中广泛使用石墨烯的潜力以及可能阻止它们被使用的潜在陷阱。

石墨烯的潜力

石墨烯具有很大的传感器潜力,这主要是由于石墨烯具有出色的传感能力,这是其许多特性和特性所证实的。在学术界内,石墨烯已被掺入多种类型的传感器中,包括可以检测葡萄糖,DNA和其他小型生物分子,温度和湿度传感器,压电和压电传感器,可以测量整个小型微型分子宿主的气体传感器的生物传感器和挥发性有机化合物(VOC),电容传感器,光传感器和压力传感器。应当指出的是,不仅在这些系统中使用了单层CVD石墨烯,而且还使用了多层石墨烯(MLG)氧化石墨烯(GO),还原的石墨烯(RGO)和石墨烯纳米片(GNPS)。

那么,为什么石墨烯具有如此巨大的潜力呢?

石墨烯片或其衍生形式之一可以通过多种方式进行感应。这可以从在压力下提供弯曲响应到其表面上的吸附分子,或在功能化表面上定义的腔(从水分中的水分子,多种类型的气体,生物分子和其他分子)或通过通过使用高温导电率来检测热变化以调用响应。

无论采用什么传感机制,石墨烯的其他特性都是真正的好处,因为它们能够检测到可测量的响应。石墨烯在其表面的高浓度移动载体以及其高电导率以及可测量环境的任何变化的原因。因此,在基于石墨烯的传感器中,当石墨烯薄板发生变化时,无论是吸收,弯曲还是其他方式,这会导致板的电导率变化,然后可以检测到这种变化。不用说,这是一种高效的机制,它比其他材料制成的传感器借出了石墨烯传感器的效率更高。欧洲杯足球竞彩

当前限制

基于石墨烯的传感器在学术界正在蓬勃发展,而当前以广泛容量使用的石墨烯的限制本质上并非物质主义。相反,他们更多地以行业和生产为重点。

石墨烯的工业生产方面目前有一些问题。目前,尚无标准和法规来确保每个石墨烯制造商都将石墨烯生产为定义的质量。当您考虑不同国家可以采用不同的标准时,这也会变得更加棘手,因此石墨烯的质量可能在地理上依赖。研究表明,大多数石墨烯制造商都会产生不同等级的石墨烯,并且由于缺乏标准,高质量和低质量石墨烯(由层数确定,其中一些是技术石墨)都可以属于相同的“石墨烯”横幅。各种石墨烯衍生物的问题相同。此外,还显示了石墨烯的质量,随后,产品中的层数可能因同一公司的批量而异。鉴于传感器是通过提供高度准确和精确的测量来控制的,将石墨烯放入不知道其质量的传感器中可能是确保一系列传感器产品(以及相同传感器类型的不同单元)的准确性的巨大问题。

石墨烯会彻底改变传感器行业吗?

此时很难说。它肯定具有潜力,但是很多人最终将依靠制造商的生产,标准和一致质量的进步。对于其他应用,例如将石墨烯纳入水泥中,质量不必那么高。但是,需要传感器进行高度准确的测量,这将高度依赖石墨烯的质量 - 因为质量较低的石墨烯可能无法像高质量的石墨烯那样有效地吸附,flex或执行任何其他感应机制。这可能会导致传感器不一致的问题,并且在许多传感器已经可靠的世界中,潜在的额外效率不会抵消不可弥补的不变性,这可能会阻止它们被广泛使用。

但是,如果石墨烯(以及各种衍生物)的基本生产得到改进并变得更可靠,那么石墨烯可能会彻底改变传感器。但是,它可能不仅会成为石墨烯会彻底改变传感器行业。传感器以及如何使用数据正在通过物联网(IoT),工业互联网(IIOT)和行业4.0进行巨大转变。因为有效分析数据的能力正在转换,并且可以比以往任何时候都可以同时分析更多的数据,这意味着它为传感器打开了可以提供更准确,更精确测量的传感器。因此,可能是石墨烯会彻底改变采集数据的实际传感器,但很可能与大数据和数据分析方法的革命进步结合在一起。

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利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)

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利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)是一位作家和记者,专门研究化学和纳米技术,并拥有化学和纳米技术的MCHEM和硕士学位。化学工程研究。

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    克里奇利,利亚姆。“石墨烯可以彻底改变传感器行业吗?”。azom。//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=16717。(2023年1月23日访问)。

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    克里奇利,利亚姆。2020。石墨烯可以彻底改变传感器行业吗?。Azom,2023年1月23日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=16717。

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