سنسورهای گازی یک حسگر بر پایه گرافن برای شناسایی مولکول‌های گاز با اندازه‌گیری تغییرات رسانایی الکتریکی مواد کار می‌کند. حسگرهای گاز بر پایه گرافن با جذب مولکول های گاز روی سطح گرافن (که به عنوان دهنده یا گیرنده الکترون عمل می کنند) کار می کنند.

   گرافن در این زمینه به دلیل رسانایی بالا مزیت زیادی دارد. به همین دلیل، حتی اگر هیچ حاملی درگیر نباشد و فقط چند الکترون اضافی وجود داشته باشد، غلظت بار گرافن می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند.

سنسورهای الکتروشیمیایی

   همچنین نشان داده شده است که گرافن یک حسگر شیمیایی موثر در ساخت الکترولیت ها است. عایق های مبتنی بر گرافن را می توان تا 1 تا 5 نانومتر در الکترولیت های مولتی مولار نازک کرد.

   در حسگرهای الکتروشیمیایی DNA، حسگرهای الکتروشیمیایی مبتنی بر گرافن توسعه یافته‌اند. گرافن در سه زمینه بهتر از نانولوله های کربنی عمل می کند. الکتروشیمی آنزیمی مستقیم، تشخیص الکتروشیمیایی مولکول های زیستی کوچک و الکترولیز.

سنسورهای فوتوالکتریک

   بازار سنسورهای فوتوالکتریک اساساً اکسید قلع ایندیم (ITO) است که در مواد رسانای شفاف تعبیه شده است. رسانایی الکتریکی بالا و شفافیت تقریباً بالای گرافن، آن را به انتخابی جذاب برای الکترودهای شفاف در سلول‌های فتوولتائیک و حسگرهای رسانای نوری تبدیل می‌کند. مزیت اصلی گرافن نسبت به ITO این است که با نمایشگرهای انعطاف پذیر سازگارتر است.

   حسگرهای نوری گرافن با اندازه گیری شار فوتون کار می کند. این آشکارساز اندازه گیری را با استفاده از تبدیل انرژی فوتون های جذب شده به جریان الکتریکی انجام می دهد. حسگرهای نوری گرافن نسبت به حسگرهای معمولی مبتنی بر نیمه هادی های گروه IV و III-V دارای محدوده طول موج عملیاتی بسیار گسترده تری هستند. علاوه بر این، گرافن دارای تحرک حامل بالاتری نسبت به سایر مواد است که باید به عنوان حسگرهای نوری فوق سریع تعبیر شود.

سنسورهای میدان مغناطیسی

   آیا گرافن انتخاب خوبی برای استفاده در حسگرهای میدان مغناطیسی نیست؟ ضریب هال در دمای اتاق برای سنسور آرسنید ایندیوم معمولی (InAs) بسیار بهتر از سنسورهای مبتنی بر گرافن است، اما وقتی در نظر بگیریم که گرافن تنها 0.34 نانومتر ضخامت دارد، در حالی که InAs 12 نانومتر ضخامت دارد. واضح است که استفاده از گرافن از نظر مقاومت در برابر اثر هال نسبت به InAs مناسب تر است. علاوه بر این، برخلاف دستگاه‌های دو بعدی گازی الکترونی دو بعدی (2DEG)، گرافن نیازی به پنهان شدن در لایه‌های اضافی ندارد، که مزایایی در سنجش اثر هال ایجاد می‌کند.

سنسورهای مکانیکی

   سنسورهای مکانیکی می توانند تغییرات در خواص فیزیکی را تشخیص دهند. حسگرهای مکانیکی Hempene  قادر به تشخیص تغییرات در فرکانس رزونانس و اندازه گیری جرم، نیرو، فشار، کرنش، سرعت، شتاب و وزن هستند.

   تحقیقات نشان داده است که گرافن را می توان با موفقیت به عنوان سنسورهای کرنش و فشار استفاده کرد. گرافن در سنسورهای کرنش و فشار مبتنی بر گرافن به عنوان یک ماده فعال برای اندازه‌گیری سیگنال‌های فیزیکی از جمله کرنش و فشار استفاده می‌شود. به دلیل سطح بالای رسانایی الکتریکی، مواد گرافن اغلب به عنوان الکترود یا لایه‌های رسانا در حسگرهای فشار و کرنش استفاده می‌شوند.

   روش‌های مرسوم انتقال از طریق سنسورهای فشار و کرنش گرافن شامل مقاومتی، خازنی و پیزوالکتریک است. حسگرهای مقاومتی نیروهای خارجی را به شکلی از مقاومت تبدیل می‌کنند که می‌تواند مستقیماً توسط یک مدار تشخیص از پیش ساخته شده از طریق تغییرات در سیگنال‌های الکتریکی شناسایی شود. این سیگنال سیگنال اندازه گیری مقاومت را از طریق تغییر مقاومت به دست می آورد و اثر مقاومت خود را به گرافن منتقل می کند.

   حسگرهای خازنی می توانند اشکال مختلف نیرو را با تبدیل سیگنال های مکانیکی به سیگنال های جابجایی تشخیص دهند. تغییر در جابجایی منجر به تغییر در ظرفیت خازنی می‌شود و رسانایی بالا، خواص مکانیکی جذاب و سطح ویژه بالای گرافن، آن را به گزینه‌ای عالی برای رساناهای الکتریکی و الکترودها در حسگرهای خازنی تبدیل می‌کند.

   در مورد تغییر شکل مکانیکی، ماده پیزوالکتریک یک بار الکتریکی تولید می کند و این فرآیند نیز به صورت معکوس اتفاق می افتد، به طوری که وقتی یک میدان الکتریکی خارجی به ماده پیزوالکتریک اعمال می شود، به طور مکانیکی تغییر شکل می دهد. تحقیقات همچنین نشان داده است که گرافن تک لایه می تواند اثر پیزوالکتریک منفی را تشخیص دهد و گرافن دو لایه و چند لایه می تواند اثر هدایت پیزوالکتریک مثبت را تشخیص دهد.

برای اطلاعات بیشتر، می توانید به لینک محصولات گرافنی ما مراجعه کنید.