p As taxas e seu transporte são parte integrante da função dos dispositivos eletrônicos, baterias, e sistemas biológicos. As cargas que se acumulam na interface entre um eletrodo sólido e uma solução eletrolítica contendo íons que carregam cargas podem afetar a interação eletrodo-eletrólito, bem como processos como corrosão e adesão molecular. Consequentemente, é importante obter uma imagem clara das cargas acumuladas em tais interfaces para melhorar nossa compreensão dos fenômenos interfaciais em uma variedade de sistemas. Contudo, a imagem da distribuição espacial tridimensional (3-D) de cargas acumuladas em interfaces tem sido difícil porque é um desafio medir a distribuição de carga lateral em uma interface sólido-líquido. p Uma equipe baseada na Universidade de Kanazawa desenvolveu uma abordagem de microscopia chamada microscopia de potencial elétrico de loop aberto 3-D (OL-EPM) para visualizar a distribuição de carga no espaço real na interface entre um eletrodo e eletrólito. Os pesquisadores desenvolveram OL-EPM 3-D otimizando primeiro a técnica OL-EPM bidimensional existente.

p "O OL-EPM convencional é limitado pela influência da interação de longo alcance entre a amostra e a ponta do microscópio e o cantilever, "diz o primeiro autor Kaito Hirata." Nós minimizamos essa influência melhorando as equações usadas para calcular o potencial em OL-EPM. "

p Essas equações aprimoradas permitiram subtrair a força de longo alcance atuando na ponta do microscópio e no cantilever dos dados medidos. Como resultado, as forças de curto alcance originadas de cargas acumuladas na dupla camada elétrica foram observadas como mudanças do potencial de superfície local. A capacidade das equações melhoradas para calcular as distribuições de carga interfacial foi determinada usando dois eletrodos com comportamento de acumulação de carga diferente. As características opostas de acumulação de carga nos dois eletrodos foram capturadas com sucesso usando as equações OL-EPM aprimoradas.

p A abordagem OL-EPM melhorada foi então combinada com uma técnica de varredura de ponta 3-D para fornecer OL-EPM 3-D. A equipe usou 3-D OL-EPM para visualizar o acúmulo de carga na interface entre um eletrodo de fio de cobre e o eletrólito de sal. Os resultados obtidos forneceram informações valiosas sobre a distribuição de carga na interface eletrodo-eletrólito.

p "Podemos usar OL-EPM 3-D para investigar reações eletroquímicas e condições de solução local nas interfaces eletrodo-eletrólito, "explica o autor correspondente, Takeshi Fukuma." As informações obtidas a partir de tais experimentos são importantes para campos como a eletroquímica, eletrônicos, e biologia. "

p A capacidade de obter dados em espaço real sobre a distribuição de carga em nanoescala em interfaces eletroativas promete aumentar nossa compreensão dos fenômenos interfaciais e auxiliar o progresso na pesquisa de eletrônica e bateria.