石墨烯边电极

埃级电化学

以原子级厚度的石墨烯边缘作为工作电极，实现与单个反应物种尺寸相当的界面电化学研究。

Zhou, Lijun · Yang, Chongyang · Yang, Xiaohui · 张洁 · 王聪 · 王维 · Li, Mengyan · Lu, Xiangchao · Li, Ke · Yang, Huiping · Zhou, Han · 陈嘉嘉 · 詹东平 · Fal'ko, Vladimir I. · 程俊 · 田中群 · Geim, Andre K. · 曹阳 · 胡晟

Angewandte Chemie - International Edition 2023

技术优势

厚度从单原子起调

电极厚度从单原子层到多层石墨烯，可连续跨越与反应物水合直径相当的尺寸范围。

能测出限域电流尺寸效应

当反应物水合直径与电极厚度相当时，限域电流密度出现显著变化，可用于标定界面尺寸。

电极比反应物小时会阻断

当电极尺寸小于反应物时，暂时吸附在原子级窄界面上的反应物会阻断后续反应物进入，实现对单个分子的占位控制。

应用场景

• 分子尺度电化学：在真正分子尺度研究界面反应机制
• 界面分析：用埃级电极探测水合离子与界面的尺寸匹配
• 电化学传感器：通过阻断效应实现单分子占位检测
• 纳米加工：提供封装石墨烯边缘电极的制备方法
• 低维材料：利用原子级厚度石墨烯研究尺寸效应