במחקר וייצור חיישנים, בחירת החומר היא מרכיב ליבה הקובע את גבולות הביצועים והתרחישים הישימים שלו. המהות של חיישן היא מכשיר הממיר כמויות פיזיקליות, כימיות או ביולוגיות לאותות הניתנים למדידה. החומר לא רק משפיע על רגישות החישה ומהירות התגובה שלו, אלא גם קשור ישירות להתאמה סביבתית, עמידות ויציבות-לטווח ארוך. בחירת חומר מדעי דורשת איזון בין דרישות פונקציונליות ומגבלות סביבתיות כדי להשיג עלות אופטימלית-יעילות.
ראשית, החומר של האלמנט הרגיש חייב להתאים לעקרון הזיהוי ולפרמטרי היעד. לדוגמה, חיישני טמפרטורה משתמשים לעתים קרובות במתכות כמו פלטינה וניקל, תוך שימוש בשינוי ההתנגדות הליניארית שלהם עם הטמפרטורה. פלטינה, בשל האינריות הכימית ויציבות הטמפרטורה הרחבה-, היא הבחירה המועדפת למדידת טמפרטורה-בדיוק גבוה. חיישני לחץ משתמשים לרוב בגבישים בודדים מסיליקון או בקרמיקה. תכונות המיקרו-עיבוד של סיליקון יכולות לשפר את הרגישות, בעוד שהקשיות הגבוהה והעמידות בפני קורוזיה של קרמיקה מתאימות לתנאי עבודה קשים. לזיהוי גזים או יונים, נעשה שימוש נרחב בתחמוצות מוליכים למחצה (כגון SnO₂), סרטי פולימרים או חומרים שעברו שינוי באנזים- בשל יכולות הספיחה הסלקטיביות שלהם עבור מולקולות ספציפיות. מבנה המיקרו של פני השטח שלהם משפיע ישירות על סף התגובה וקצב ההתאוששות.
שנית, החומרים המשמשים לאריזה ולרכיבים מבניים חייבים להבטיח חוזק מכני ובידוד סביבתי. סגסוגות מתכת (כגון נירוסטה וסגסוגות טיטניום), עם הקשיחות הגבוהה שלהן ועמידותן בפני קורוזיה, משמשות בדרך כלל לבתי הגנה בטמפרטורה גבוהה-, בלחץ גבוה- או בסביבות קורוזיביות מאוד. פלסטיק הנדסי (כגון PEEK ו-PPS), עם קל משקלם, בידודם וקלות היציקה שלהם, מתאימים לתרחישי עומס נמוך- במכשירי אלקטרוניקה או במכשירים רפואיים. חשוב לציין שהבדלים במקדמי ההתפשטות הליניארית של חומרים שונים עלולים לגרום ללחץ תרמי, מה שמוביל לעיוות של רכיבים רגישים או לניתוק ממשק. לכן, בתרחישים עם הבדלי טמפרטורה משמעותיים, יש לתעדף חומרים מרוכבים עם התאמה תרמית טובה.
יתר על כן, חומרים מוליכים ומחברים הם חיוניים לאמינות העברת האות. ציפוי נחושת וזהב נמצאים בשימוש נרחב עבור אלקטרודות וחוטים בשל ההתנגדות הנמוכה שלהם ועמידות החמצון; עם זאת, בסביבות-תדירות גבוהה או שדה מגנטי חזק, יש לקחת בחשבון את אפקט העור ואובדן זרם מערבולת. במקרים כאלה, סגסוגות כסף-פלדיום או בדים מוליכים גמישים יכולים לספק ביצועים טובים יותר. עבור יישומים מושתלים או תואמים ביולוגיים, טיטניום וסגסוגותיו, סיליקון- רפואי וכו' חייבים לעבור אישורי תאימות ביולוגית כדי למנוע רעילות או תגובות דחייה.
בחירת חומר אינה החלטה בודדת; זה דורש שיקול מקיף של עלות, היתכנות תהליכים ותחזוקה של מחזור החיים. עם הפיתוח של ננו-חומרים חדשים (כגון גרפן וננו-צינוריות פחמן) וטכנולוגיות לשינוי מרוכב, הרגישות והחוסן של חיישנים פורצים ללא הרף את המגבלות המסורתיות. בעתיד, עיצוב חומר מותאם המבוסס על תרחישי יישום יהפוך לכיוון חשוב לקידום טכנולוגיות חישה.
