英国国家物理实验室（NPL）的最新测试成果显示，无封装的霍尔效应传感器已具备在太空等高辐射环境中工作的能力。该项目由英国创新署（Innovate UK）资助，旨在解决传统电子元件在极端环境下的应用瓶颈。
霍尔传感器作为测量磁场强度的关键组件，广泛应用于接近感应、速度检测及电流监测等领域。然而，长期以来，基于硅等半导体材料的传统传感器在卫星或核电站等高辐射场景中面临严峻挑战。除非采用复杂的抗辐射封装工艺，否则硅基器件极易受中子辐射影响而失效。这种封装不仅推高了制造成本，一旦外壳受损，传感器往往需要更换，增加了维护难度。
相比之下，NPL的测试数据令人振奋。在每小时241毫西弗的中子剂量下（约为国际空间站预期辐射量的3万倍），Paragraf公司的石墨烯霍尔传感器未受任何影响。这是全球首次证实商业化的石墨烯电子器件对中子辐照具有完全的免疫能力。
在卫星等对重量和功耗极其敏感的应用场景中，Paragraf的霍尔传感器仅需皮瓦（pW）级的功耗，重量仅为几分之一克。Paragraf联合创始人Ivor Guiney表示，这一发现有望成为高性能卫星及核设施退役等高辐射应用领域的“游戏规则改变者”。得益于石墨烯卓越的机械强度和透光性，该传感器无需封装即可在极端环境下可靠工作，这将显著提升设备的耐用性，同时降低制造成本并缩短上市周期。
石墨烯霍尔传感器在抗辐射方面的优异表现，为更多电子设备在恶劣环境中部署铺平了道路。借助Paragraf可扩展的大面积石墨烯沉积制造工艺，未来有望批量生产其他类型的抗辐射石墨烯电子器件，确保关键电子系统在全环境下的可靠性。
NPL的Héctor Corte-Leon指出，首批测试结果极具前景，未来几个月预计将有更多积极成果。目前，Paragraf的石墨烯霍尔传感器正计划接受阿尔法、贝塔、伽马辐射及高频测试，以进一步拓展其在电流传感等关键领域的应用。该项目自2019年10月启动，将持续至2020年底。
对于中国航天及高端制造行业而言，这一突破意味着在轻量化、低功耗的电子系统设计中，材料科学的创新可能成为打破国外技术垄断的关键变量，值得国内企业密切关注石墨烯在极端环境下的产业化落地趋势。