一、选题背景和意义：
世界开始迈入信息化时代，获取信息成为了我们生活里不可或缺的生存基础。然而人们的感觉器官已经不能满足获取消息的需求，而传感器则成为了获取信息的主要途径与手段。传感器自其问世以来，凭借其优良的性能，在基础学科研究、现代化生产中占有了不可或缺的地位。传感器的功能往往和人们的感官相似，根据其依照的原理不同，传感器可以分为光传感器、声传感器、气传感器、化学传感器等等。而其中化学传感器基于化学反应的原理，在物质识别、性能测量等方面给科研带来了极大的便利。电化学传感器作为化学传感器中元老级别的存在，在多个领域有着较为广泛的用途。然而目前市面上大多数的电化学传感器都是基于电解液和半透膜作为工作环境，这就导致了传感器体积较大的问题，很大程度上局限了传感器的使用场景。
传感器就是感受外部信号转换成可测信号的一种装置，按照其遵循的基本原理可以分为振动传感器、湿度传感器、气体传感器、电化学传感器等等。电化学传感器最开始是用来进行简单的气体检测，被测的气体与工作电极上的物质在电极表面发生氧化还原反应，通过测量反应产生相应的电信号来完成数据的采集分析。随着技术的完善，它的检测范围从气体逐渐扩大到了生物分子甚至是物质。近年来，随着电分析技术的飞速发展，电化学传感器逐渐显示出了它良好的敏感性与选择性，因而被更为广泛地使用。一般来说，电化学传感器由电极、电解质、透气膜、过滤器四部分组成。
目前科学技术在稳步发展，材料、电、生物等科学都在潜移默化地影响着电化学传感器的发展，研究者们不断地发现、制备、提取出新的纳米材料，这些新材料和新技术给电化学传感器带来了新的血液，未来的电化学传感的发展势必趋向体积更小、更加智能、更加高效。并可以在工业、农业、环境领域和医疗业充分发挥其应用价值，特别是在物联网的应用当中，可以应用到医药、生物、环境分析、生命科学、健康、国防等很多领域。
丝网印刷电极是基于丝网印刷技术制备的一种电极，丝网印刷技术的雏形早在几千年前就已经出现在了中国大地上，那个时候还只是用于衣物、纺织品的美化，其基本的原理是在印刷的网版上通过将非图案部分的丝网孔堵住来保证油墨只会在有图案的部分渗透，这样就可以改变可透过油墨的通孔位置的改变来改变图案。
随着现代技术的发展和人们日益增长的需求，现代丝网印刷技术有了改良后的方法，使得现代的丝网印刷技术变得更为高效、经济，操作起来也更为简单方便。通过照相制版的方法制作丝网印版，运用现代技术把感光材料均匀的平铺覆盖在网框内的纤维物上，然后用目标印刷形状的聚光灯或者激光照射在感光材料上，这样就可以在网版上得到聚光灯和激光照射范围一样的图案，把图案周围的空白部分其他物质进行遮盖，从而完成印刷过程。丝网印刷电极就是基于此方法制备而得到的。
石墨是大自然一种非常常见的碳单质的表现形态，而本质上石墨就是由石墨烯一层一层的堆叠而形成的，也就是说，通过持续不断地把石墨一分为二，我们就可以得到单层的石墨烯（graphene，G）。在2004年，Geim,A.K和Novoselov,K.S成功地通过上述方法得到了石墨烯。石墨烯本质上是一种二维的材料，其形状就是一个六边形晶格，而这个六边形的顶点就是碳原子，晶格呈单层二维蜂窝状且紧密堆叠，经测量其厚度仅仅只有0.335 nm，是目前已知的世界上最薄的二维纳米材料。因为石墨烯中的碳原子特殊的结合方式和结构，使得石墨烯具有非常多的优良特性。
旧式的电化学传感器只有工作电极和对电极两个电极。随着电分析技术的飞速发展，人们对电化学传感器的性能提出了更高的要求，人们希望使传感器具有更高的灵敏度、更低的检测限、更稳定的电信号输出。此时人们注意到传统的电化学传感器两电极体系已经不能满足科研的需求，工作电极的电势会由于极化现象而出现波动，而这将电化学传感器的使用寿命和使用精度产生很大的影响。于是促成了参比电极的问世，即在原有的两电极体系中加入一个新的电极——参比电极，就组成了我们现在广为使用的三电极体系。
由于电化学生物传感器的使用越来越普遍，我们总是希望传感器可以具有成本低、可量产、稳定性高、使用寿命长等优点，同时具有更高的灵敏度和更低的检测限。所以如何对电化学生物传感器进行优化成为了一个新的研究方向。传感器的优化可体现在电极的制备、外部环境等因素，三电极体系在电化学传感器中使用的非常普遍，从对三电极的结构的优化的角度入手同样可以对传感器的性能进行改良。然而目前针对三电极结构的优化的研究较少，且因为修改结构并制备实物进行电化学测试过程繁琐，成本较高，所以用COMSOL仿真方法进行电化学测试对三电极体系的结构优化探究具有非常重要的意义。
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