传感器

在报告中，肖菲教授以癌症标记物实时、在线、活体检测为切入点，总结了近年来课题组在细胞体系小分子代谢物活性氧超灵敏检测技术领域所取得的一系列研究成果。着重阐述了新型二维石墨烯材料的优异特性，及其在不同维度上的自组装工艺，以及石墨烯组装体与其他纳米材料复合物的构筑，并将其制备成微电极，插入细胞或者组织中进行活体检测，可以为癌症早期诊断和放/化疗疗效评估提供技术支撑。

石墨烯在农业中的应用范围非常广，涵盖了传感器、农药、肥料、保鲜剂、吸附剂、电热膜/板以及塑料薄膜等方面，具体应用如下：

石墨烯是只有一个碳原子厚度的二维材料，但尽管如此，它还是能够承受大量的压力，在团队看来，这使得它非常适合过滤和检测气体的工作。虽然它本身并不具有渗透性，但该团队通过在双层石墨烯上制造小至25纳米的穿孔来解决这一问题，用它来制造微小的气球，加压气体可以从气球中逸出。

北京大学信息科学技术学院电子学系碳基电子学研究中心、纳米器件物理与化学教育部重点实验室的张志勇-彭练矛联合课题组借助石墨烯工艺与硅基工艺的良好兼容性，开发了一种硅基CMOS集成电路和石墨烯霍尔元件的三维（3D）异质集成技术，得到的石墨烯霍尔传感器的综合性能优于现有的商业霍尔传感器。

为了制造更具“弹性”的可穿戴传感器，Cheng等对其制造方法展开了研究——其中最令他们感兴趣的是直接集成激光诱导石墨烯(LIG)的新型平台。LIG具有高多孔性，可以与碳基或金属氧化物纳米材料集成(这些材料对气体高度敏感)。

陆军研究办公室固态电子学和电磁学项目经理Joe Qiu说，研究人员开发了一种微波辐射热测量计，其灵敏度足以检测单个微波光子，这是自然界中存在的最小能量。该传感器利用了多功能2D材料石墨烯对微波辐射的显着热响应。

石墨烯辐射热计传感器通过测量光子被吸收到传感器中时的温度升高来检测电磁辐射。石墨烯是二维的单原子层厚的材料。研究人员通过将石墨烯掺入微波天线中来实现高辐射热测量灵敏度。

在该文章中，作者系统综述了三维石墨烯（石墨烯气凝胶、石墨烯海绵、石墨烯泡沫等）的不同制备方法，以及它们作为电极材料在电化学传感器方法中对食品中有害污染物（重金属离子、农残、药残、食品有害添加剂、致病菌等）的分析应用。根据食品污染物靶标的分子特性，对三维石墨烯复合材料进行特殊改造设计后，有助于大幅提高这类电化学传感器在食品分析中的适用性，保障食品安全。

该综述总结了用于病原体（细菌和病毒）检测的石墨烯生物传感器的发展，主要包括纳米石墨烯材料的制备、性质和生物功能化修饰，以及石墨烯生物传感器的构建及其工作机理、检测性能等，并讨论了该领域目前面临的的挑战以及未来的发展方向，以促进病原体高效检测技术的发展。