硅胶密封垫在传统的电化学液滴电池（EDC）实验中充当关键的定义边界。这些组件安装在微液滴电池的尖端，提供柔软、耐化学腐蚀的密封，严格地将电解质限制在预期的测量区域内，防止液滴在样品表面扩散或泄漏。
通过严格定义电解质和样品之间的有效接触面积，硅胶垫是确保电流密度计算和表面积归一化准确性的最重要的单一变量。
电解质限制的力学原理
防止无控制的扩散
没有物理屏障，金属表面上的电解质液滴会受到表面张力的影响。
硅胶垫起到水坝的作用，迫使液体保持在特定的几何区域内。这可以防止液滴在测量过程中发生不可预测的移动或扩散。
消除表面泄漏
EDC实验需要隔离特定的微观区域。
垫圈形成紧密的密封，防止电解质泄漏到金属表面。这确保了电化学反应仅限于目标区域，保护周围材料免受不必要的暴露。
确保计算准确性
定义有效接触面积
在电化学中，原始电流数据在没有归一化的情况下通常没有意义。要计算电流密度，您必须知道参与反应的确切表面积。
硅胶垫精确地定义了此有效接触面积。该区域的任何变化都会导致后续计算不准确。
保持数据一致性
如果密封失效或移动，润湿面积会实时变化。
通过使用新的、高质量的垫圈，研究人员可以确保接触面积在整个实验过程中保持恒定。这消除了几何形状波动作为实验误差的来源。
硅胶的材料优势
柔软的表面顺应性
这些垫圈的“消耗品”性质与其材料特性有关。
硅胶足够柔软，可以压缩到金属样品上，形成气密密封。这种顺应性使其能够适应轻微的表面不规则性，而不会损坏样品本身。
耐化学性
EDC装置通常使用各种电解质溶液。
硅胶提供耐化学腐蚀的屏障，可承受许多标准电解质的暴露。这可以防止垫圈材料降解并污染测试溶液。
认识到权衡
变形的风险
由于硅胶柔软，它容易随着时间的推移而发生机械变形。
反复使用或过大的压力会使垫圈永久性地变平。变形的垫圈会改变定义的接触面积，即使没有可见泄漏，也会导致计算中出现无声的错误。
消耗品寿命
这些垫圈并非设计为无限期使用。
将它们视为永久固定装置是一个常见的陷阱。为了保持“软密封”的完整性，必须将其视为消耗品并定期更换，以确保材料保持其弹性和形状。
为您的实验做出正确选择
为确保您的EDC数据具有最高保真度，请遵循以下有关密封垫的指南：
- 如果您的主要关注点是计算准确性：每次运行前检查垫圈；如果形状看起来变平或变形，请立即更换，以保持定义的接触面积。
- 如果您的主要关注点是实验可重复性：标准化施加到垫圈上的压力，以确保有效面积在不同样品之间保持相同。
您的电化学数据的可靠性直接与液滴界面处密封的完整性成正比。
总结表：
| 特征 | 在EDC实验中的优势 |
|---|---|
| 边界定义 | 精确定义有效接触面积，用于准确的电流密度计算。 |
| 防泄漏 | 充当水坝，防止电解质扩散和不受控制的表面反应。 |
| 材料顺应性 | 柔软的硅胶可适应表面不规则性，而不会损坏金属样品。 |
| 耐化学性 | 抵抗电解质的降解，防止测试溶液被污染。 |
| 消耗品设计 | 定期更换可确保材料弹性并防止几何测量误差。 |
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参考文献
- Sebastian Amland Skaanvik, Samantha Michelle Gateman. Probing passivity of corroding metals using scanning electrochemical probe microscopy. DOI: 10.1002/elsa.202300014
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
