石墨烯材料由于其特殊的结构、热、光学和物理特性以及导电性，在传感器应用中受到了极大的关注，包括检测湿度、温度、气体、化学物质以及机械应变和压力等物理特性。
石墨烯采用不同的方法合成，例如氧化石墨烯的化学还原、外延生长、化学气相沉积（CVD）和机械剥离。虽然机械剥离法可以制备出高质量的石墨烯，但由于该方法效率较低，无法用于大规模石墨烯生产。
CVD可用于合成高质量、大面积的石墨烯。然而，成本高和能耗高是该方法的主要缺点。同样，高能耗、转移成本和高温处理是外延生长方法的主要缺点，该方法用于制备具有高透光率和良好导电性的石墨烯薄膜。
氧化石墨烯的化学还原在石墨烯制备过程中也会导致环境污染。因此，针对现有方法的缺点，需要开发高效、低成本、无污染的石墨烯合成方法。
近年来，激光直写方法因其独特的优点而受到科学界不同应用的关注，例如局部和选择性还原、快速和精确的图案化以及无需额外的化学品和掩模。
在该技术中，利用激光照射碳前驱体，通过原位划片生成石墨烯。激光划片整个过程仅需几分钟，显着提高了石墨烯的制备效率。
由于其优异的导电性、热稳定性和表面积，LSG 薄膜已用于多种应用，包括传感、全息和光电检测。
LSG 制备和修改前体，例如聚合物和氧化石墨烯，主要使用激光照射来制造石墨烯。激光处理过程中涉及各种石墨烯转化过程。例如，通过激光还原将氧化石墨烯转化为石墨烯，这取决于激光的光热和光化学效应。
类似地，通过激光感应触发聚合物直接碳化来制造石墨烯。此外，LSG 的润湿性、碳化特性和表面形态可以通过改变激光功率、脉冲重复频率和扫描速度来改变。
激光参数的多种组合，例如多孔、片状和针状，可用于产生各种表面形态，同时可应用高脉冲重复频率和扫描速度来增强表面亲水性。
后处理掺杂和原位掺杂等掺杂方法也可以有效提高传感器用LSG的灵敏度和范围。例如，金纳米粒子已被用作掺杂剂来制造 LSG 应变传感器。
LSG在传感器中的应用使用激光划片工艺合成的石墨烯可用于不同的基于石墨烯的传感器，包括气体传感器、湿度传感器、温度传感器、生物传感器和应力传感器。
压力传感器
LSG由于其优异的机械性能和导电性以及高比电阻，可以有效地响应外部施加的不同应力形式，例如人的手指触摸、生理运动变化、声带振动等，并将这些应力形式转换成电信号进行检测。表面积。
因此，基于 LSG 的压力传感器可用于声音传感、软机器人、健康监测和触觉传感。基于电容变化的LSG应力传感器具有较长的使用寿命和良好的温度稳定性。
生物传感器
生物传感器通过识别离子、生物小分子和生物大分子来检测与食品安全、疾病和环境化学危害有关的化学物质。
基于 LSG 的离子选择性电极 (ISE) 可用于检测不同的离子。例如，通过用钾离子和铵离子选择性膜功能化二氧化碳LSG来制备ISE，以获得钾离子和铵离子传感器。
使用基于LSG的电化学生物传感器可以有效地检测不同的小分子，例如过氧化氢、多巴胺和葡萄糖。例如，通过将壳聚糖-葡萄糖氧化酶固定在LSG电极表面来制造葡萄糖检测生物传感器。基于LSG的生物传感器还可用于检测生物大分子，例如蛋白质（包括胰岛素和蛋白质生物标志物）和核酸。
基于 LSG 的温度传感器由于尺寸小、响应时间快和耐磨性高，可以精确地检测温度。例如，基于 LSG 的柔性温度传感器已被开发出来，可以准确测量体温。
这些传感器表现出30-40°C的体温范围与电阻之间存在线性相关性，电阻在每个温度下都很稳定，没有波动。同样，粘附在消防服上的温度传感器是使用聚（二烯丙基二甲基氯化铵）（PDADMAC）复合物和 LSG 制成的。
气体传感器
LSG已被合成用于气体传感应用，以提高传感性能，因为LSG拥有大量三维（3D）微纳米多孔结构，为气体提供更多的扩散路径和活性位点。
例如，基于热导率的 LSG 气体传感器已被开发用于气体检测。这些传感器采用 LSG 作为电极材料，中间有一根 LSG 灯丝。灯丝周围气体的热导率波动会导致 LSG 灯丝电阻率的变化。
因此，传感器对不同的气体具有不同的灵敏度，可以有效地检测不同的气体混合物。还根据动物鼻子的鼻甲结构开发了LSG氢传感器。
湿度传感器
与其他功能性导电材料相比，基于 LSG 的湿度传感器表现出更高的热稳定性和对湿度变化的更高线性响应。例如，我们开发了一种 LSG/氧化石墨烯电容传感器，用于实时跟踪气孔的蒸腾作用，而不会损坏植物。
类似地，基于叉指电极 (IDE) 的湿度传感器使用商用数字多功能光盘 (DVD) 中的 LSG 制造，并在 IDE 上滴铸氧化石墨烯层作为传感材料，由于氧化石墨烯的亲水性，其灵敏度提高了促进水分子的吸收。
综上所述，激光划片方法可以有效克服传统石墨烯制备方法的挑战，这使得LSG适合许多应用。此外，LSG 的优点加上一步修改的可能性，使 LSG 成为传感器应用的绝佳选择。
