처음으로 하이드로겔 매질에서 단일-개체 전기화학(SEE)이 시연되었다. SEE는 수용액에 현탁된 단일 나노입자(NP)가 전극과 충돌하여 촉매 반응을 유발할 때 발생하는 신호를 관찰함으로써 개별 NP의 전기화학적 특성을 조사하는 기법이다. NP 응집으로 인한 신호 변동과 대류 현상에 의해 유발되는 잡음 변동 등, 전해질을 포함하는 용액에서 SEE와 관련된 과제는 하이드로겔 매질을 사용함으로써 해결할 수 있다. 고분자 하이드로겔 매질은 분자 체(molecular sieve) 역할을 하여 응집된 NP에 의해 예기치 않게 생성되는 신호를 효과적으로 걸러내며, 용액에서의 경우에 비해 보다 균일한 신호 관찰이 가능하게 한다. 또한 하이드로겔 환경은 자연 대류 및 불순물과 같은 다른 요인으로 인한 배경 전류 변동을 감소시켜 신호 분석을 보다 용이하게 한다. 구체적으로, 우리는 아가로오스 하이드로겔 내에서 하이드라진 산화를 위해 백금(Pt) NP에 대한 SEE를 수행하여 단일 NP 수준에서 전기촉매 반응을 관찰하였다. 아가로오스 하이드로겔의 일관된 다공성 구조는 개별 NP와 반응물 사이의 확산 속도 차이를 유발하며, 그 결과 신호의 크기, 형상 및 주파수에 변이가 나타난다. 이러한 신호 변화는 겔 농도 변화에 대한 반응으로 분석되었다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.