石墨烯气体传感器的应用

传感器制造商经常对产品进行创新，以提高信号检测和设备功能的精度。由于许多传感器旨在检测和识别微小或相对较弱的指标，因此配置或材料的微小变化都会对其性能产生巨大影响。在气体传感器市场上，石墨烯作为新型传感器阵列中的有源传感元件和基底材料正得到广泛应用。

在这篇博文中，Grolltex 将详细探讨石墨烯气体传感器的一些潜在应用。不过，首先值得探讨的是石墨烯气体传感器的一些基本原理，以了解其开创性能力。

石墨烯气体传感器如何工作？

气体传感器旨在检测、识别和/或量化测量环境中的特定气体种类。它们通过利用一系列机制来实现这一目的，例如与金属氧化物元素发生化学反应，从而引起电阻的线性变化。基于金属氧化物的传感器是检测特定有毒气体（如一氧化碳 (CO)）的一种屡试不爽的方法。

在将石墨烯集成到气体传感器中时，有两种方法：一种是采用单分子片作为传感元件，直接与测量环境连接；另一种是将活性元件沉积到石墨烯基底上。每种配置都代表着在特定参数方面向前迈进了一大步。

石墨烯传感器指南

性能受影响的程度在很大程度上取决于应用领域和相关传感器的类型。

环境空气质量

利用石墨烯气体传感器进行环境空气质量检测的重要研发（R&D）工作已经全面展开，重点是监测污染水平。一项联合研究计划已开发出一种基于石墨烯化学电阻器的低成本、高能效二氧化氮 (NO2) 传感器，其灵敏度低于十亿分之十 (ppb)。

爆炸性气体检测

石墨烯传感元件对特定气体种类的痕量灵敏度促使人们对检测气相爆炸物的潜力进行研究。虽然其在现实世界中的应用多种多样，而且在健康和安全能力方面的价值也毋庸置疑，但要确定其实际功效，还需要进一步的研究。

湿度感应

研究表明，石墨烯气体传感器对二氧化碳（CO2）和湿度具有交叉敏感性，在其他大气气体（如氩气（Ar）、氮气（N2）等）存在的情况下，对水蒸气具有很高的选择性。这对湿度传感应用极具吸引力。

有毒气体检测

与爆炸性气体检测一样，有毒气体检测也是石墨烯基传感器的另一个重要研究领域。从理论上讲，这些传感器可用于在尽可能小的尺度上测量几乎所有对人类健康有害的气体种类。同样，要确定这些新型气体传感器的实际性能，还需要进一步的研究。

使用 Grolltex 的石墨烯气体传感器材料

Grolltex 是美国领先的二维材料制造商之一。我们在客户选择的基底上提供原始石墨烯单层材料，可应用于广泛的细分市场。如果您想了解更多有关将我们的石墨烯用于气体传感器的信息，请立即联系 Grolltex 团队成员。

参考资料

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ra/c7ra02821k#!divAbstract