質子傳輸對細胞信號傳導、表面催化和質子交換燃料電池等領域都具有重要意義。傳統(tǒng)的質子傳輸測量方法主要是電化學電導率法，但此方法不能在納米尺度上直接可視化質子的傳輸路徑。發(fā)展新的時空分辨技術解析質子傳輸過程是非常必要的。
近日，浙江大學馮建東團隊開發(fā)了一種新型質子傳輸成像方法，提供了在光學空間分辨和毫秒時間分辨下可以同時捕獲質子傳輸?shù)穆窂胶蛣恿W過程的一項研究工具。
作者首先建立了一種基于熒光識別質子對其進行空間成像的方法并在成熟的納米孔離子傳輸體系系統(tǒng)性論證了該方法可用于質子傳輸成像。此外，作者還發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象：在施加負向電壓時，熒光信號并沒有消失，而是的隨著負向電壓增大而沿著橫向傳輸。 為了進一步探究上述現(xiàn)象，作者使用FIB技術在薄膜上直接制備出質子親水性傳輸界面，實現(xiàn)了在不同路徑圖案上質子傳輸?shù)膭討B(tài)光學成像。產(chǎn)生這奇特現(xiàn)象的原因是當施加負向電壓時，電場驅動trans端的質子向納米孔處遷移，隨著負壓越大過剩質子無法立即離開納米孔而在孔周圍聚集并沿著親水性圖案結構發(fā)生橫向傳輸，圖案被點亮。質子沿膜橫向傳輸是電場驅動質子發(fā)生遷移、聚集和擴散等因素的綜合結果。 除了以空間分辨率顯示質子傳輸?shù)穆窂酵?，光學方法還提供了毫秒時間分辨率來研究質子傳輸?shù)膭恿W過程。利用文獻中的質子傳輸動力學理論模型，作者進行了進一步的動力學分析，得到了相關動力學信息。該方法可為研究質子傳輸現(xiàn)象提供一種時空分辨的工具。 論文信息： Dynamic optical visualization of proton transport pathways at water-solid interfaces Jinmei Yang,Yuxian Lu,Lei Jin,Chunxiao Zhao,Yuang Chen,Yang Xu,Fanfan Chen,Jiandong Feng 文章第一作者是浙江大學的博士后楊金梅和盧禹先。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202112150
