单颗粒碰撞电化学通过溶液中颗粒与电极的随机碰撞,以单颗粒分辨率直接表征实体/颗粒,获得丰富的物理化学信息,成为近二十年来电分析化学的前沿之一。有趣的是,(微/纳米级)传感电极从可极化的液/液(汞/液)界面发展到固/液界面,再到液/液界面(即两互不相溶电解质溶液界面,ITIES),仿佛完成了一个循环(但实际上并没有)。ITIES凭借其可极化性(在水/α,α,α-三氟甲苯界面处高达1.1 V的电势窗口)和高重现性,已成为蓬勃发展的SECE中最新的传感电极。SECE在固/液界面发展起来的四种测量模式(直接电解、介导电解、电流屏蔽和电荷置换)也在微型ITIES上得到了充分实现。本文将从基本概念、运行机制和最新进展(例如离子体的发现、法拉第离子转移的屏蔽效应等)的角度讨论ITIES中的这四种模式,并展望这一新兴领域未来的发展方向。
基于纳米移液管的电化学扫描探针技术是一种多功能非接触成像工具,并被广泛应用于生物学研究。除了一般的表面形貌成像研究外,它在局部递送生物活性分子方面的潜力也逐渐显现。在这篇简短综述中,我们介绍了这种技术在单细胞研究中的应用,特别是局部递送。我们总结并比较了三种递送模式的工作原理,包括阻抗脉冲、压力驱动和电渗流驱动递送,还回顾了这些模式在单细胞研究中的应用。此外,本文还讨论了基于扫描离子电导显微镜的递送技术所面临的技术挑战及其在医学和药理学研究中日益增长的影响力。
水系超级电容器具有快速充放电特性,已经成为一种重要的电化学储能器件。然而,它们的应用受到了较窄电压窗口的制约。尽管近年来盐包水(WIS)电解质的设计已显著克服了这一应用缺陷,但工作电压窗口高达2.5 V的WIS体系仍然非常稀缺。为了丰富超级电容器所用高压水系电解质的类型,本文基于三氟甲烷磺酸四甲基铵盐(TMAOTf)的电化学惰性,报道了一种由TMAOTf、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂(LiTFSI)、水(H2O)和乙腈(ACN)组成的TMAOTf基杂化电解质,鉴于ACN对自由水的配位效应、Li+的溶剂化效应以及TFSI-的化学惰性,TMAOTf基杂化电解质展现出优良的非燃特性,且其电化学稳定窗口(3.35 V)远比目前所报道经典WIS电解质的要宽。进一步将这种杂化电解质与商业活性炭电极(YP-50F)所匹配,所构筑的水系超级电容器能够输出宽的工作电压窗口(2.5 V)、高的倍率性能(10A·g-1下的容量保持率为80%)、长的循环寿命(45,000次循环)和优异的低温性能(-20 oC下循环2000次的容量保留率为99.99%),克服了水系超级电容器电压窗口与循环寿命的冲突。因此,这种TMAOTf基复合水系电解质的设计不仅丰富了具有长循环寿命和高工作电压窗口水系超级电容器的类型,也证明了电解质杂化策略对构筑高性能储能器件的有效性,为碳中和目标的实现蓄势赋能。