對現(xiàn)有技術不適宜的惡劣環(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構，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、物理性質和多種應用可能性的結構。
Muhammad_Hussain
“石墨烯多年來一直被認為是一種神奇的材料，但它在惡劣環(huán)境中的應用還沒有被探索，”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移到聚酰亞胺聚合物的柔性薄片上，它可以連接上相應的電子系統(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、反應性化學物質、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)有傳感器的化學品的情況。
該傳感器的二維結構和靈活性也使其適用于潛水員和運動員的可穿戴技術，或用于醫(yī)療應用。研究人員認為，將電子設備與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和萬聯(lián)網(wǎng)（IoE）技術相結合的不斷發(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
