Chem. Asian J. ：阴离子型离子体在极化软微界面上的量子化碰撞/融合过程研究

离子体（ionosome）是一种新型油包水型（water-in-oil, w/o）纳米乳液（见J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 7671-7680），它内部的水相（纳米级水球）被来自水相的水合阳/阴离子和油相的有机抗衡阴/阳离子共同组成的离子双电层所包裹。与传统溶液合成法不同，离子体可在极化的微型两互不相溶电解质溶液界面或液/液界面（micro-interface between two immiscible electrolyte solutions, micro-ITIES）上施加离子转移及反向（充电电流区）电位实现原位生成和测量，原理如图1所示。

近日，中山大学邓海强课题组联合华南理工大学向志朋博士与合作者在前期阳离子型的离子体工作研究基础上（见J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 7671-7680; https://doi.org/10.1002/celc.202200624），使用双恒电位计时电流法进一步研究了阴离子型离子体的特性，详细探究了水相阴离子电荷密度、浓度以及液/液界面尺寸等对离子体形成与测量的影响。

图1. 阴离子型离子体Cl^–−ionosome在micro-ITIES上的原位形成与测量示意图

研究发现：阴离子型离子体如Cl^–−ionosome在可极化micro-ITIES上发生的融合/离子转移过程符合单颗粒电化学中的整体电解模型（bulk electrolysis model）：即当离子体与micro-ITIES发生碰撞并融合时，离子转移电流与时间呈指数衰减关系。通过该模型作者获得了离子转移反应的相关基础信息（融合半径、速率决定步骤、类一级速率常数和电流衰减半衰期）；随着水相阴离子浓度增加，由于自由水分子与水合离子之比显著下降，遏制了离子体的成核和生长；低电荷密度的卤素阴离子和与离子体尺寸相当的界面面积不利于形成阴离子型离子体。这些结果确认了阳离子型离子体（如Li⁺−ionosome）的形成规律同样适用于阴离子型离子体。总之，作者利用液/液界面电化学实现了单颗粒离子体的定量测量与分析，研究结果对众多领域，如胶体和界面科学、微/纳米电化学、电生理学及脑科学等具有重要意义。

论文信息

Quantized Collision/Fusion Events of Anionic Ionosomes at a Polarized Soft Micro-interface

Jingcheng Zhang,# Linhan Huang,# Taoxiong Fang,# Zhipeng Xiang,* Sijia He, Pekka Peljo, Shiyu Gan, Xinjian Huang, and Haiqiang Deng*

#文章第一作者为中山大学化学工程与技术学院硕士研究生张经诚、黄琳涵、方韬雄。

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202200731