近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在气-液界面过程成像研究中取得新进展，相关研究成果以“Real-Time Visualization of Interfacial Electric Field Dynamics in Microdroplets”为题发表于 Journal of the American Chemical Society。

微气泡/液滴气-液界面因蕴含独特的局域环境和强烈的自发电场，能够将众多化学反应速率提升百万倍，在水污染控制、绿色合成、大气化学及先进催化等领域展现出潜力。然而，由于界面高度动态且变化迅速，缺乏能够直接、实时捕捉其电场瞬时演变的技术手段，制约了对气液界面高反应活性物理本质的理解。针对这一挑战，研究团队开发了一种基于荧光动力学的成像方法。该方法利用一种对电场高度敏感的分子探针，其荧光衰减遵循一级动力学，且衰减速率与局部电场强度呈定量对应关系。通过系统校准，研究团队将荧光衰减信号转化为电场强度，从而实现了对单个微液滴在融合、变形等过程中界面电场时空演化的实时成像。该研究建立的荧光动力学成像方法，为解析高度动态的气-液界面物理化学过程提供了一个实时观测平台。

图 利用荧光衰变实时测定微液滴界面电场分布的原理与实验方法

该研究工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c16258