Imagem estável a longo prazo do microscópio eletroquímico de célula de varredura acionado por pressão microfluídica

WANG Zhiwu ,  

ZHUANG Jian ,  

NING Shaohui ,  

CHENG Lei ,  

ZHENG Qiangqiang ,  

摘要

Para melhorar a capacidade do microscópio eletroquímico de célula de varredura (SECCM) para imagens da atividade eletroquímica em superfícies com morfologias complexas, e evitar a evaporação e cristalização de microgotas na ponta da sonda, possibilitando imagens estáveis e de longa duração, foi construído um sistema de imagem eletroquímica de varredura baseado em um microfluídico de pressão com uma sonda de nanolitros. Foram estudados a compensação do fluxo de microgotas na abertura da ponta da sonda e a confiabilidade da imagem eletroquímica síncrona de superfícies com morfologias complexas. Primeiro, foi construído um sistema de imagem SECCM de varredura baseado em microfluídica de pressão para sondas de micropipeta. Em seguida, foi estabelecido um modelo numérico de detecção para a sonda com acionamento por pressão microfluídica, estudando-se a relação entre a contrapressão na extremidade da sonda e o fluxo de fluido na ponta da sonda. Após isso, com base na análise do modelo teórico, o novo método de acionamento microfluídico foi testado experimentalmente na capacidade de imagem síncrona de alta resolução da morfologia e atividade eletroquímica em superfícies de eletrodos de carbono vítreo e ligas de alumínio com características morfológicas significativas. Os resultados experimentais mostram que o novo método pode realizar uma imagem eletroquímica estável e prolongada em superfícies de materiais duros (com altura da superfície da amostra mais de 20 vezes o diâmetro da abertura da sonda). O desenvolvimento do novo sistema fornecerá uma ferramenta poderosa para pesquisadores em eletroquímica de materiais e estudo da corrosão de materiais metálicos.

关键词

microscópio eletroquímico de célula de varredura; alta resolução local; medida de voltametria cíclica; morfologia; atividade eletroquímica

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