双电层（EDL）普遍存在于固液界面，对电化学能量转换和存储过程（例如电容性充电和氧化还原反应）至关重要。然而，迄今为止，关于分子尺度上的EDLs结构仍然让人难以捉摸。

近日，美国伊利诺伊大学厄巴纳分校Narayana R. Aluru，Yingjie Zhang报道了一种先进的电化学三维原子力显微镜（EC-3DAFM）技术，并利用它直接成像不同电极电位下离子液体分子尺度的EDL结构。

文章要点

1）研究人员观察到石墨电极上的EDL不仅有多个离散的离子层，而且每一层内部都有准周期的分子密度分布。此外，研究发现明显的三维重构的EDL在不同的电压，特别是在第一层。

2）结合实验结果和分子动力学模拟，研究人员发现潜在依赖分子重分布和重定向在最内层的EDL，两者对于EDL电容充电都至关重要。机制的阐明，对于能量转换和存储的电极-电解质界面的合理设计有深远的影响。

Shan Zhou, et al, Three-Dimensional Molecular Mapping of Ionic Liquids at Electrified Interfaces, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c07957

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07957