近日，中国科大环境科学与工程系在水环境中功能材料界面反应的深场原位可视化研究方面取得进展，研究成果以“Low-Angle Rotational Interferometric Scattering Microscopy Enables Real-Time, Deep-Field Visualization of Stress-Driven Nanowire Oxidation Dynamics”为题发表于ACS Nano上。

单颗粒/单结构的界面反应轨迹直接关乎材料的活性、选择性与失活机制。然而，传统光学成像分析方法的界面成像深度和对比度较低，难以在真实水体系中开展三维、连续、无标记的动力学追踪。针对上述问题，本研究发展了一种低角度旋转干涉散射显微成像技术（LRISM）。通过周期性调制入射光方位角，消除了成像图案的干涉伪影，有效提高了成像分辨率；通过降低成像光束的入射角角度，成功实现了Z轴上的微米级成像深度（>6 μm）。利用该技术，研究团队成功研究了水溶液复杂环境中单个银纳米线的氧化动力学，揭示了其与应力介导的形态转变机制。此外，研究团队成功将该技术应用于电催化析氢过程，识别电极表面附着气泡与体相生成气泡并量化其生长-脱离周期性差异。该技术为溶液环境中功能材料的界面形态演化及反应追踪提供了重要的分析手段。

图 低角度旋转干涉散射显微成像技术示意图

该研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c07556