印刷传感技术

裴为华，国冬梅，2，3，耿照新，陈弘达

(1.中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室，北京 100083)(2.石家庄铁道大学电气与电子工程学院，河北 石家庄 050043)(3.石家庄信息工程职业学院印刷技术系，河北 石家庄 050035)

1 前 言

21世纪是信息时代，传感技术的发展程度直接影响着信息的来源和质量，是信息技术中最为重要的一环。随着信息技术的进步和信息产业的发展，传感器与传感技术在工业、交通、航天、勘探、医疗方面的应用越来越广泛，越来越深入。传感与机械装置的结合，实现了以电气化为代表的工业自动化；传感器与计算机相结合，形成了具有分析和综合判断能力的智能传感器；传感器与传感器相结合，形成了基于传感器阵列或多传感器的信息融合技术；传感器与医学的结合，使得便携式健康监护和远程医疗的设想正在一步步由愿景变为现实。

随着物联网、智能手机等新兴市场的出现，传感器的应用需求也越来越大、传感器的市场竞争也将日益激烈。新技术如云计算、大数据及数据融合技术的发展又进一步促进了对传感器数量和种类的需求，这些需求都将重新定义未来的传感器市场。无线传感器网络、智能传感器、纳米传感器，在体或植入式传感器等新型传感器市场份额将会越来越大。

面对如此庞大而又多变的未来市场需求，基于MEMS技术的传感器无疑会得到进一步的发展。但是，MEMS技术严苛的工艺要求所带来的产能和价格方面的限制使得传统的传感器很难适应未来这种无处不在的市场需求。印刷电子产品的最大特点与优势是大面积、低成本与柔性化。这一特点使得传感器的印刷制备具有产量大、成本低的优势，这种制造方式的特点非常符合未来传感器庞大的市场需求。和传统半导体及MEMS工艺常用的减法制备工艺不同，印刷电子制备使用的主要是加法工艺，因此印刷制备传感器还有环保、节能、材料利用效率高等优点。

利用印刷技术来研制传感器，是发展印刷电子技术的重要一环。印刷电子的初衷是研究和发展可以利用印刷技术制备的电子器件，抛开制造成本和制备方法，印刷电子产品的主要目标是取代部分硅基电子器件、发光显示器件或一些探测器件来制作开关、场效应管、PD、太阳能电池、LED或显示器，在研发印刷材料的过程中，一些非常适合做传感器的材料和器件逐渐被发现[1-4]。尽管目前还很少有印刷电子材料制备的器件性能能和硅基电子器件一较高下，但利用传统电子器件标准考察性能还很难满足实际应用需求的材料，用来做传感器却有其他材料所不具备的一些特性。例如，基于有机电子的FET器件，目前多多少少还存在迁移率低、稳定性差，对环境敏感等问题，对于制备传统电子器件来说，为解决周围环境中的水汽及离子对有机FET的影响，需要对有机FET进行很好的封装。但利用有离子进入有机材料，可以大幅改变材料导电性这一特性制备电化学或离子敏感的传感器[5-9]，在对一些生物信号的检测和传感中，得到了较传统传感器更高的灵敏度和分辨率。2013年底Khodagholy.D等人在《Nature Communication》上首次报道了利用基于PEDOT：PSS材料制备的神经信号传感器件，并成功进行了动物在体神经信号记录实验，这种传感器的所记录到神经信号的信噪比52.7 dB和传统的神经记录电极的信噪比(32.0 dB)相比，要高两个量级。

随着导电油墨材料、功能油墨材料、有机半导体及聚合物高分子材料等印刷电子所需的关键材料在性能与制备工艺方面的进步[10-13]，采用印刷方式制备传感器的方案越来越多，传感器的性能也不断得到改善和提高。本文将对目前采用印刷电子技术制备或适合印刷制备的一些传感器，特别是用于生物信号传感和分析的一些传感器的材料、功能特点及制备方法进行综述。旨在介绍印刷电子技术或者印刷制备方法在传感器研究和制备方面所存在的巨大潜力和良好的应用前景。

2 基于印刷薄膜物理特性的传感器

传感的本质是进行能量或信号转换，通常传感器的构成由敏感元件、放大转换电路、数据处理三大部分构成，如果敏感元件的输出是非电信号，为了数据处理的方便，一般都会在敏感元件和放大读出电路之间增加一个由非电信号向电信号转换的环节。实际上，许多传感的对象本身就是电信号，如电场、电流或电势。这样，传感器本身只要是导体形成的基本电学原件，通过接触或感应读取，就能够对这些电信号进行感知，如电极，可以直接用来检测生物电势或电化学信号。由于印刷电子具备不受基底限制的灵活制备工艺，赋予了电阻、电容、电感等这些传统电学器件更多的传感功能。以电阻为例，当将导电浆料印制在具有一定厚度的弹性材料上形成具有一定阻值的电阻时，当弹性基底受到应力引起应变时，印刷在弹性基底上的导电的阻抗特性将发生变化，通过检测电阻的变化值与产生应变及应力之间的对应关系，可以制备出压力或位置传感器。Bruno Andò等人报道了一种在PET基底上采用喷墨打印制备的应力传感器[14]，导电墨水采用的是导电银浆，所打印的线条宽度为 200 μm，厚度在1.9 μm左右，封装好的传感器如图1所示。由于不需要任何掩模，这种传感器的制备方法非常简单，初步的测试结果表明，尽管应力检测的灵敏度不是很高，但在线性度、可重复性等方面的性能尚可。这样的应变传感器完全可以满足一些对精度要求不高的测试场合，如用于玩具或包装盒。Bing Sun等人通过优化调整基于聚乙烯氧化物(PEO)的固态聚合物电解质材料，在纸质的基底上印制了温度测量范围在20～60 ℃之间的温度传感器[10]。对于一些本身具有光电效应的材料，如果有满足印刷制备条件的浆料，再结合电极的印刷制备，就可以形成印制的光电探测器，用来进行光信号的传感。Jieun Koo等人在石英基板上利用丝网印刷制备ITO(氧化铟锡)纳米微晶形成线圈[15]，通过优化后处理工艺(退火)，制备出了响应度可达0.87 mA/W的印刷ITO紫外光探测器。

图1 喷墨打印制备的应力传感器Fig.1 Stress sensor fabricated by inkjet printing

3 印刷电极/电化学传感器

电化学传感器是最适合使用印刷电子制备的一种传感器。即使在印刷电子这一概念没有出现之前，使用丝网印制技术制备的电化学生物传感器件就已经引起了许多关注。1981年，一项专利文献报道了网版印刷技术应用于厚膜电化学传感器的制作，引起了众多研究者的兴趣，从此有关网版印刷生物传感器的报道越来越多。电化学传感器大多用来传感气体、生物或者化学信号，传感器上的电极在使用过程中，必须要和待测物品接触，这样测试样品不可避免地会在电极表面造成沾污，这样使用过一次以后，其表面的清洗和恢复初始状态往往需要繁琐的工艺：因为电极的表面一般会加载有如酶等这样的敏感物质，清洗的力度必须适当，既要保证沾污被清洗干净，又要不损伤电极及其表面的敏感物质，保持敏感物质的活性。这样一次性使用的电化学传感电极无疑是最好的选择，印刷制备的电化学传感器正是这一要求的不二之选。使用印刷技术，可以将银、碳颗粒、纳米碳管或其他金属粉末或颗粒制备的导电浆料通过印刷印制在廉价的衬底上，目前广泛使用的葡萄糖电极就是其一。据国际糖尿病协会(International Diabetes Federation)统计，2013年，全球糖尿病的患病人数是3.82亿，仅血糖试纸一项，据美国IDtechEx公司的市场分析报告，每年的市场规模在60亿美元左右，而且还有不断上升的势头。

随着人们生活水平的改善和提高，对个人健康的关注也大大增加，大量便捷且可靠的生物传感器需求量不断增加。与葡萄糖酶电极相类似，印刷电子技术与目前生物芯片和试剂盒所经常使用加样技术——滴定，具有非常好的工艺兼容性，可以将生物制剂如酶、导电油墨、选择性透过膜等其他材料通过印刷工艺，一次性制备出修饰好生物敏感材料的电化学传感器。在电极材料方面，印刷电子技术的发展，使得用来制备电化学电极的材料有了更广泛的选择范围。石墨烯是近年来发展较快的一种材料，作为一种纳米导电填料在印刷油墨材料中得到了广泛的应用，鉴于石墨烯良好的电学特性和大的表体比，可以在不增加电极几何尺寸的前提下，大幅度增加电化学电极的有效表面积，增加传感电极的灵敏度。ChanpenKaruwan等人报道了一种采用丝网印制的一次性电化学传感电极[16]，用来对H2O2、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和铁氰化钾的浓度进行传感检测，所制备的传感器如图2所示。

图2 丝网印刷制备的一次性三电极电化学传感器Fig.2 A disposable screen printed three-electrode electrochemical sensor

与传统的碳糊电极相比，在电极材料中掺入10%的石墨烯之后，可以改善和提高印制电极的检测极限，获得动态范围宽、稳定性好的印制电化学电极。

4 纸质生物生化传感器及微流传感

作为最为通用的印刷基底，纸材料无疑是印刷电子最理想的材料之一，主要的原因是：①纸质材料无处不在；②获取的方式简单；③廉价；④可以实现大规模加工，便携。随着医疗健康产业的发展，快速、简单、便宜的家用诊断技术和检测方式倍受人们的青睐，人们对这种基于纸质的微流体分析诊断传感器件的需求会逐步增长[17-21]。通过设计与开发用于临床诊断的微流体纸质分析器件，使用方便，特别适合家用诊断、发展中国家或经济不发达的、边远的少数民族地区，对我国少数民族地区的医疗健康水平提高有重要的推动作用。印刷制备技术无疑是满足这些需求最为适合的技术。继最早哈佛大学whitesides小组报道了低成本制作基于纸质材料的微流控分析器件之后[19]，很多研究组开展了利用印刷、打印技术制备二维或三维纸质微流体分析器件研究[18, 22-23 ]，常采用的印刷制备加工方法如表1所示。

表1 纸质微流体分析器件的加工方法

综合利用打印、印刷技术及其后工艺技术可以制备一些基于纸质的微流控器件，如：微阀、混样器、样品分离器件、超声混样器件、液态电池、液态显示等器件、微流体计时与计量器件[21-23]。图3列出了部分基于纸质材料制备的微流体器件。

纸质材料被作为柔性基底材料广泛应用于各种各样的器件中，如超级电容，电子器件，显示，微流体器件，相对传统的半导体器件而言，这类器件易于加工，价格低。基于纸质基底的传感器也被广泛地应用，如PH和气体传感器。正因为这种成功的应用，当前一些研究小组开始研究一些基于纸质基底的低成本的金属纳米结构等离子体效应的SERS或LSPR传感器，等离子体共振效应的研究已开展很久了，但是研究者们关注金属纳米结构的等离子体共振的物理特性，及如何获得高增强电磁场的等离子体效应器件，而没有关注这种基于印刷打印技术的低成本传感器[24]。这类纸质-金属纳米结构传感器件，首先是利用丝网印刷技术加工而成的，并用于了SERS检测，其中最为典型的SERS增强效应取决于在纸质基底上丝网印刷的次数，如图4所示[25]。也可以在打印的浆料中混入银粉，根据需要打印或印刷出不同图案和大小的基于局域等离子体共振的纸质-等离子体共振传感器。

热变色显示技术的基本原理是电流通过导线后生热，其上的热变色墨水会改变颜色，如图5a所示[26]。但这种显示技术需要电源供电。最早的一个无需电源的应用实例就是ABO RhD血型的文字和图案的显示(图5b)[27]，在纸质基底上用抗原标记出图案或文字，当血样滴上去后会发生血细胞凝集反应，而出现一些相应的图案或文字。最近，有报道利用纸质微流体显示技术检测过氧化氢，如图5c所示[28]。

图3 各种纸质微流控分析器件： (a) 蜡丝网印刷制备的器件, (b) 浸蜡技术加工的器件, (c) 蜡打印制备的器件, (d) 烯酮二聚体打印制备的器件， (e) 弹性打印制备的器件, (f) 打印后利用电脑控制切割得到的器件, (g) 打印后CO2激光器切割得到的器件, (h) 打印后再利用激光处理获得的器件, (i)喷墨打印机在纸上打印聚苯乙烯获得的器件, (j，k) 在色层分析纸上打印获得的器件, (l) 在滤纸上打印PDMS获得的器件Fig.3 A variety of paper microfluidic devices: (a) device fabricated by wax screen printer, (b) device fabricated by paraffin processing technology, (c) device fabricated by wax printing, (d) device fabricated by printed AKD, (e) device fabricated by flexible printing, (f) device fabricated by cutting with computer control, (g) device fabricated by CO2 laser cutting affter printing, (h) device fabricated by laser treatment affter printing, (i) device fabricated by inkjet printing with polystyrene on paper, (j,k) device fabricated by printing on the chromatographic analysis paper, and (l) device fabricated by printing PDMS on filter paper

图4 利用丝网印刷技术在纸质基底上制备的金纳米颗粒，并用于SERS传感检测过程示意图Fig.4 Schematic diagram of processes for gold nanoparticles fabricated by screen printing technology on paper substrate, and used for SERS sensing

图5 基于印刷技术的纸质微流体显示技术示意图：(a)热变显示，颜色变化显示饮水安全与不安全，(b)血样检测显示不同血型(ABO，RhD),(c)无需外加设备在纸质微流体分析器件上过氧化氢浓度量化显示Fig.5 Schematic diagram of microfluidic display technology based on printing on paper: (a) thermal sensitive display, color difference shows safe and unsafe drinking water; (b) blood types test (ABO, RhD), and (c) concentration quantification analysis and display on paper based microfluidic device without additional equipment

5 3D 打印制备的传感器件

随着3D打印技术的发展和应用，印刷传感器件的维度不只停留在二维平面的形态，出现了一些可以处理和传感三维样品的执行器或传感器，如基于印刷或打印技术的3D纸质微流控分析器件。相对印刷制备的二维器件，同样尺度上，可以提供更多的检测或分析；可以使微流体在三维流动，实现多步骤分析。

3D打印还可以形成具有更多维度运动的传感器件。J Parcell等人报道了一种利用PEDOT：PSS材料打印制备的高宽比超过100∶1微纤毛阵列结构[29]，如图6所示。利用这种纤毛良好的导电特性和弹性，成功制备出了印刷的气体流量传感器，由于印刷制备的方法可以非常方便地调节这种传感器的关键敏感元件，PEDOT：PSS微纤毛的直径、长度及所处的位置，因此可以在很大的范围内调节传感器的灵敏度和测量范围，这种传感器的制备方法中，印刷电子制备技术灵活、便捷的特点非常突出。

图6 用于气体流量传感中印刷制备的PEDOT∶PSS微纤毛阵列的SEM照片Fig.6 SEM micrographs of PEDOT∶PSS micro cilia array fabricated by printing used for gas flow sensor

6 结 语

目前从技术发展来看，印刷电子技术无论是在印刷油墨(或浆料)、印刷设备和印刷技术方面，都处在一个快速发展的阶段，各种新的印刷材料和工艺层出不穷。在导电油墨方面，除了传统的银浆和碳基导电油墨，基于铜、金和导电聚合物材料如PEDOT：PSS等材料的油墨也有了长足的发展，一些功能材料如压敏、光敏、热敏等材料也发展出了适合印刷制备的材料。在可供印刷的基底方面，除了具有柔性或可折叠功能之外，具有弹性和可拉伸的柔性基底及相应的导电材料由于在可穿戴电子器件方面巨大的应用前景，这些材料和技术也有了长足的发展。在印刷设备方面，卷对卷(R2R)进行印刷制备是印刷电子追求的最理想的制备方法，其中进行导电油墨、功能材料等图形涂覆的方法有喷墨打印、丝网印刷、凹版印刷等，为了实现更细线条的制备，更多的涂覆方法如超声雾化、静电纺丝、图形衬底等被研究和开发出来，用于电子器件的印刷布线。在油墨材料的后处理方面，除了传统的红外热处理或激光处理之外，美国施乐(XEROX)公司开发了脉冲氙灯光固化系统，可对印刷后的油墨进行快速、大面积的固化处理。这些材料、技术及设备的研究和开发为利用印刷技术制备电子器件或传感器件铺平了技术上的道路，使得印刷传感即将成为一种可以大规模市场化的技术。

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专栏特约编辑潘 峰

特约撰稿人陈林森

特约撰稿人郑立荣

特约撰稿人陈 征

潘峰：男，1963年生，博士，清华大学教授，国家杰出青年科学基金获得者；长期在材料科学与工程领域中的薄膜材料结构与性能调控技术、声表面波材料与器件、信息功能材料与器件等方向上从事功能材料研究工作。完成国家“973”，“863”支撑计划、自然科学基金课题10余项；出版《声表面波材料与器件》专著一部；获得2012年国家自然科学二等奖、2007年国家技术发明二等奖、2009年国家科技进步二等奖、1999年国家自然科学三等奖等4项国家级和8项省部级科研成果奖励。发表SCI论文200余篇，国家发明专利20项，授权国际专利3项。

特约撰稿人裴为华

陈弘达：男，1960年生，博士，研究员，博导，中国科学院半导体研究所副所长，中国科学院研究生院教授。国家“863”计划新材料领域专家组成员，《半导体科学与技术丛书》副主编，中国电子学会半导体与集成技术分会委员，中国光学学会光电技术专业委员会委员，中国材料研究学会青年委员会常务理事，北京电子学会半导体专业委员会委员，国际电气与电子工程师协会(IEEE)会员，中国电子学会高级会员。1998年曾赴日本名古屋工业大学做访问学者，2003年曾赴德国维尔茨堡大学做高级访问学者。研究方向为光电子与微电子集成器件、集成电路与系统。“八五”期间，成功研制出半导体多量子阱光探测器、光调制器列阵。 “九五”、 “十五”期间，负责承担多项国家“863”项目和国家自然科学基金项目，成功研制出64×64 SEED与CMOS电路倒装焊光电子集成面阵器件、基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)多信道光发射接收模块、硅基光探测器与CMOS电路单片集成的光电子集成电路(OEIC)，提出了与CMOS工艺兼容的硅基发光器件模型。在国内外学术刊物和会议上发表论文50余篇，编著《甚短距离光传输技术》、《微电子与光电子集成技术》2本专著，申请发明专利18项。目前正承担着国家自然科学基金重点项目“硅基单片光电子集成回路(OEIC)的关键技术及相关理论研究”、面上项目“植入生物体的专用集成电路及相关模型研究”等。

特约撰稿人彭俊彪

特约撰稿人李祥高

特约撰稿人郭太良

陈林森：男，1961年生，苏州大学研究员、博导，江苏省“333高层次人才工程”第一层次培养对象。数码激光成像与显示国家地方联合工程研究中心主任；中国光学学会全息与光信息处理专委会主任；全国纳米技术标准化委员会委员；国家“863”计划重大项目召集人。

主要研究方向：微纳界面工程与器件；微纳柔性制造系统；柔性光电子材料(器件)；3D图像打印与纳米印刷等微纳光学与功能器件、微纳装备与柔性制造的研究和应用。主持国家重大科技(攻关)计划、国家平板显示科技专项、国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金重点项目和江苏省重大成果转化专项等开拓性工作，成果在国内外行业广泛应用，高端微纳光刻装备出口海外(以色列等国)。创建了多家高技术企业，其中苏大维格成为创业板上市企业，担任公司董事长。获国家科技二等奖2项、江苏省科技一等奖3项，中国专利优秀奖2项和省(部)市科技奖10余项。发明专利受理80余项，已授权49项，论文100余篇。获全国先进工作者、全国留学回国成就奖、全国模范教师称号、江苏省创新创业人才奖等10多项荣誉。

郑立荣：男，1969年生，教授、博导，1992年毕业于浙江大学信电系，1996年和2001年分获中国科学院上海微系统所理学博士和瑞典皇家理工学院工学博士，2013年获芬兰图尔库大学名誉博士。2010年入选中组部海外高层次人才“千人计划”国家特聘专家，复旦大学信息学院院长，复旦大学无锡研究院院长。先后担任瑞典皇家理工学院信息与通信技术院通信和媒体电子学首席教授，瑞典爱立信集团网络研发部专家，瑞典国家创新署智能包装和物联国家创新中心主任、首席科学家。欧盟第七框架计划大面积印刷电子、RFID和物联网等领域专家，欧洲智能电子系统平台专家。作为项目负责人，承担了瑞典国家创新署智能食品包装、可穿戴智慧医疗电子、瑞典科学基金和环境基金可降解印刷电子技术与系统设计，以及多项欧盟RFID和物联网领域研究计划。担任国家“863”农业物联网和食品质量安全控制体系研究项目首席专家，无锡物联网发展专家，国际物联网学术大会指导委员会成员和2012年国际物联网学术大会主席。发表学术论文和专著300余篇，国际会议邀请报告30余次及多项产业化成果。

长期从事智能电子系统的设计和集成、无线网络和感知系统、无线SOC芯片设计、以及上述技术在通信、媒体和泛在智能中的应用。

陈征：男，1981年生，副研究员。2007年中国科技大学博士毕业，2010年加入中科院苏州纳米所印刷电子中心，2012年受聘为副研究员。主要从事无机导体、半导体和介电材料的墨水化、薄膜印刷和透明氧化物晶体管制备。主持国家自然科学基金青年项目，在国内外发表论文20余篇。

主要研究方向：透明氧化物导体、半导体电子墨水及其印刷、印刷的透明氧化物半导体薄膜晶体管及其电路、可印刷纳米复合介电材料等。

郭太良：男，1963年生，研究员、博导，1986年毕业于福州大学应用物理系电子离子与真空物理专业，并留校任教。主要开展信息显示技术和光电子材料的研究工作。在光电阴极材料、低逸出功阴极激活技术、面板关键工艺技术和高效驱动系统等光电器件的核心材料及关键技术方面取得突破性成果，先后成功研制出具有自主知识产权的可显示视频图像的50.8 cm单色、63.5 cm的QVGA彩色、VGA彩色和SVGA彩色LWF-PFED场致发射显示器。是国家“863”计划“十五”、“十一五”、 “十二五”平板显示技术重大专项总体专家组成员；国家“863”计划“十五”MEMS重大专项评审专家组成员。作为负责人承担了“863”重大专项、国家基金、国防科工委、兵总、福建省重大科技项目等20多项科研项目；作为第一发明人已申请60余发明专利，发表学术论文100余篇。

李祥高：男，1962年生，教授，博导，科技部“十二五”国家科技重点专项和“863”计划新材料领域新型显示专家组专家，全国复印机械标准化技术委员会(SAC/147)副主任委员，国家环保部化学物质环境管理专家评审委员会委员，天津大学化工学院精细化工系主任，天津市功能精细化学品技术工程中心主任。1998年至2001年任国家机械工业部天津复印技术研究所副所长。

主要研究邻域涉及有机光电子材料的分子设计、合成、性能及工业化技术；有机场效应与光伏材料的合成与器件研究；纳米材料制备、表面性质与现代显示技术研究。主持及参加国家“863”计划课题、国家自然科学基金课题、天津市科技计划项目等30多项。发表学术论文70余篇，其中SCI收录40余篇；申请国家发明专利30余项，授权发明专利20项。出版专、译著4本。

彭俊彪：男，1962年生，教授，博导，华南理工大学材料科学与工程学院院长，有机高分子光电器件专家，广东省特聘教授，发光材料与器件国家重点实验室常务副主任，国务院特殊津贴获得者，广州市政府咨询专家，国家“863”新型显示重点专项专家，国家自然科学基金委员会信息科学部专家。长期从事有机发光显示研究工作，在国际上首次研制成功全印刷点阵显示屏；提出了Ln-IZO氧化物半导体新材料体系，在国内率先研制成功全彩色、透明、柔性氧化物AMOLED显示屏，获得国家自然科学二等奖1项，广东省自然科学一等奖1项。培养全国百篇优秀博士学位论文1篇，共发表三大索引收录论文150余篇，文章被他人引用1000余次，申请发明专利40余项，其中授权20余项。

裴为华：男，1974年生，研究员，博导，中国仪器仪表学会微纳器件与系统与技术分会高级会员。中国光学学会光电技术专业委员会委员。2005年毕业于中科院半导体研究所，获博士学位。2005～2008年在清华大学生物医学工程系和德国马普微结构与物理研究所做博士后研究。致力于将半导体材料、器件及相关技术用于生物信号传感器件的研制及特性表征研究，通过微纳加工和表面功能修饰，研究包括神经接口器件在内的多种生理生化传感器，研究满足生物在体环境下使用的有机材料和纳米功能材料的制备工艺，探索和开发新的传感结构和微加工技术，研制高灵敏度、小型化和阵列化的生物传感器件或医用生物辅助器件。