Probing the Speed Limits of Scanning Electrochemical Microscopy with In situ Colorimetric Imaging
Probing the Speed Limits of Scanning Electrochemical Microscopy with In situ Colorimetric Imaging
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利用原位比色成像探索扫描电化学显微镜的速度极限
DOI：
10.1002/celc.202000476
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
4
通讯作者：
Esposito, Daniel V.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dorfi, Anna E.;Zhou, Shijie;West, Alan C.;Wright, John;Esposito, Daniel V.
由于扫描电化学显微镜（SECM）中探针/基底相互作用的复杂性质，SECM主要限于定义明确的探针几何形状和降低成像吞吐量的缓慢扫描速度。在此，我们表明，在SECM测量过程中使用pH指示剂染料的浓度梯度的situcolorimetric可视化可以是一个强大的工具，用于了解探针的几何形状和扫描速度对介导探针/底物相互作用的局部化羽流的动力学的耦合影响。 在带状电极产生的羽流的色度图像显示，探头的几何形状强烈影响线扫描信号失真和滞后的扫描速度超过传统的SECM的“速度限制”。结合机械信息fromin situcolorimetric成像与运输模型，本文报道的设计原则，有可能使定量SECM与新的探头几何形状和成像速率，至少比目前采用的一个数量级更快。
Due to the complex nature of probe/substrate interactions in scanning electrochemical microscopy (SECM), SECM has been primarily limited to well‐defined probe geometries and slow scan speeds that reduce imaging throughput. Herein, we show thatin situcolorimetric visualization of concentration gradients using pH indicator dyes during SECM measurements can be a powerful tool for understanding the coupled influences of probe geometry and scan speed on the dynamics of localized plumes of electroactive species that mediate probe/substrate interactions. Colorimetric images of plumes generated at a band electrode reveal that probe geometry strongly influences linescan signal distortion and hysteresis at scan speeds surpassing the conventional SECM “speed limit”. Combining mechanistic information fromin situcolorimetric imaging with transport models, this article reports design principles that have the potential to enable quantitative SECM with novel probe geometries and at imaging rates that are at least an order of magnitude faster than currently employed.
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