溶液相离子传输与电化学的工况无标记光学成像

离子传输是许多物理、化学和生物现象中的基本过程，尤其在电化学能量转换与存储中。尽管极其重要，在工况条件下对溶液相中无标记、空间与时间分辨的离子成像的演示并不普遍。此处我们通过改进干涉反射显微镜，在空间和时间上映射溶液中离子浓度梯度的演化并给出离子传输参数，从而免去吸收或荧光标记的需要。作为一个示例，我们使用具有平面电极的电化学池在铁氰化物基水性氧化还原电解液中驱动浓度梯度，并通过依赖于浓度的折射率变化观察离子的横向时空演化。对演化中的时空离子分布的分析直接给出氧化还原活性物质的扩散率。该方法的简便性使其适用于探测广泛电化学、生物电子和电生理系统中的局部离子传输行为。