La microscopía electroquímica de barrido ( SECM ) es una técnica dentro de la clase más amplia de microscopía de sonda de barrido (SPM) que se utiliza para medir el comportamiento electroquímico local de las interfaces líquido / sólido, líquido / gas y líquido / líquido. [1] [2] [3] [4] [5] La caracterización inicial de la técnica se atribuyó al electroquímico de la Universidad de Texas, Allen J. Bard , en 1989. [6] Desde entonces, los fundamentos teóricos han madurado para permitir una amplia difusión uso de la técnica en química, biología y ciencia de materiales. Las señales electroquímicas resueltas espacialmente se pueden adquirir midiendo la corriente en unpunta de ultramicroelectrodo (UME) en función de la posición precisa de la punta sobre una región de sustrato de interés. La interpretación de la señal SECM se basa en el concepto de corriente limitada por difusión . [7] Se puede compilar información de barrido de trama bidimensional para generar imágenes de reactividad superficial y cinética química .
La técnica es complementaria a otros métodos de caracterización de superficies como resonancia de plasmón de superficie (SPR), [8] microscopía de efecto túnel electroquímico (ESTM), [9] y microscopía de fuerza atómica (AFM) [10] en el interrogatorio de varios fenómenos interfaciales. Además de proporcionar información topográfica , SECM se utiliza a menudo para sondear la reactividad superficial de materiales en estado sólido, materiales electrocatalizadores , enzimas y otros sistemas biofísicos . [11] SECM y variaciones de la técnica también han encontrado uso en microfabricación , modelado de superficies y microestructuración. [12]
Historia
La aparición de ultramicroelectrodos (UMEs) alrededor de 1980 fue fundamental para el desarrollo de técnicas electroanalíticas sensibles como SECM. Los UMEs empleados como sondas permitieron el estudio de reacciones electroquímicas rápidas o localizadas. El primer experimento similar a SECM fue realizado en 1986 por Engstrom para producir una observación directa de los perfiles de reacción y los intermedios de corta duración. [13] Experimentos simultáneos de Allen J. Bard utilizando un microscopio de túnel de barrido electroquímico ( ESTM ) demostraron que la corriente a grandes distancias de la punta a la muestra era incompatible con el túnel de electrones . Este fenómeno se atribuyó a la corriente faradaica , lo que obligó a un análisis más exhaustivo de la microscopía electroquímica. [14] La base teórica fue presentada en 1989 por Bard, donde también acuñó el término Microscopía Electroquímica de Barrido. Además de los modos de recopilación simples utilizados en ese momento, Bard ilustró la utilidad generalizada de SECM mediante la implementación de varios modos de retroalimentación. [6] A medida que se desarrolló la base teórica, las publicaciones anuales relacionadas con el SECM aumentaron constantemente de 10 a alrededor de 80 en 1999, cuando el primer SECM comercial estuvo disponible. [15] SECM sigue ganando popularidad debido a los avances teóricos y tecnológicos que amplían los modos experimentales al tiempo que amplían el alcance del sustrato y mejoran la sensibilidad. [dieciséis]
Principios de Operación
El potencial eléctrico se manipula a través de la punta de UME en una solución a granel que contiene un par redox activo (por ejemplo, Fe 2+ / Fe 3+ ). Cuando se aplica un potencial suficientemente negativo, (Fe 3+ ) se reduce a (Fe 2+ ) en la punta UME, generando una corriente de difusión limitada. [13] La corriente de estado estable está gobernada por el flujo de especies oxidadas en solución al disco UME y está dada por:
donde i T, ∞ es la corriente limitada por difusión, n es el número de electrones transferidos en la punta del electrodo (O + n e - → R), F es la constante de Faraday , C es la concentración de las especies oxidadas en solución, D es el coeficiente de difusión y a es el radio del disco UME. Para sondear una superficie de interés, la punta se acerca a la superficie y se miden los cambios en la corriente.
Hay dos modos de funcionamiento predominantes, que son el modo de retroalimentación y el modo de generación de recopilación.
Modo de retroalimentación
En una solución a granel, las especies oxidadas se reducen en la punta, produciendo una corriente de estado estable que está limitada por la difusión hemisférica. A medida que la punta se acerca a un sustrato conductor en la solución, la especie reducida formada en la punta se oxida en la superficie conductora, produciendo un aumento en la corriente de la punta y creando un circuito de retroalimentación "positiva" regenerativa. [6] El efecto opuesto se observa al sondear superficies aislantes, ya que las especies oxidadas no se pueden regenerar y la difusión al electrodo se inhibe como resultado de la obstrucción física cuando la punta se acerca al sustrato, creando un circuito de retroalimentación "negativa" y disminuyendo la corriente de la punta. Un parámetro adicional a considerar al sondear superficies aislantes es el diámetro de la vaina del electrodo, r g , ya que contribuye a la obstrucción física de la difusión.
El cambio en la corriente de punta en función de la distancia d se puede trazar como una "curva de aproximación" como se muestra.
Debido a la naturaleza dependiente de la velocidad de las mediciones de SECM, también se emplea para estudiar la cinética de transferencia de electrones. [17]
Modos de generación de colecciones
Otro modo de operación que se emplea es la generación de puntas / recolección de sustrato (TG / SC). En el modo TG / SC, la punta se mantiene a un potencial suficiente para que se produzca una reacción del electrodo y "genere" un producto mientras que el sustrato se mantiene a un potencial suficiente para que el producto del electrodo reaccione o sea "recogido" por el sustrato. . [6] La inversa de este método es la generación de sustrato / recolección de puntas (SG / TC), donde el sustrato actúa para generar una especie que se mide en la punta. Las variaciones TG / SC y SG / TC también se clasifican como modos "directos". [7]
Dos corrientes se generan: la corriente de punta, i T , y la corriente del sustrato, i s . Dado que el sustrato es generalmente mucho más grande que la punta, la eficiencia de recolección, i S / i T , es 1 si no ocurren reacciones durante la transferencia de especies generadas por la punta al sustrato. A medida que la distancia entre la punta y el sustrato, d , disminuye, la eficiencia de recolección, i S / i T , se acerca a 1.
Corriente alterna (ac) -SECM
En ac-SECM se aplica una polarización sinusoidal a la polarización de cc de la sonda SECM, lo que permite medir la impedancia de una muestra, como es el caso de la espectroscopia de impedancia electroquímica . [18] A diferencia de las técnicas dc-SECM, ac-SECM no requiere el uso de un mediador redox. Esto es particularmente ventajoso para mediciones en las que el mediador redox podría afectar la química del sistema en estudio. [19] Los ejemplos incluyen estudios de corrosión donde un mediador redox puede actuar para inhibir o mejorar la velocidad de corrosión, y estudios biológicos donde un mediador redox puede ser tóxico para la célula viva bajo estudio.
En ac-SECM, la respuesta de retroalimentación medida depende tanto del tipo de muestra como de las condiciones experimentales. [20] Cuando una muestra es aislante, la impedancia medida siempre aumentará al disminuir la distancia entre la sonda y la muestra. Sin embargo, este no es el caso de una muestra conductora. Para una muestra conductora medida en un electrolito de alta conductividad, o medida con una frecuencia de CA baja, disminuir la distancia entre la sonda y la muestra conducirá a un aumento de la impedancia. Sin embargo, si se mide una muestra conductora en un electrolito de baja conductividad, o con una frecuencia de CA alta, la disminución de la distancia entre la sonda y la muestra dará como resultado una impedancia medida más baja.
Imágenes SECM
Los cambios en la corriente en función de la distancia entre la punta del electrodo y la superficie del sustrato permiten obtener imágenes de superficies conductoras y aislantes para obtener información de topología y reactividad moviendo la punta a través de las superficies y midiendo la corriente de la punta.
El modo de escaneo más común es el modo de altura constante, [7] donde la altura de la punta no cambia y se escanea a través de la superficie en el plano xy. Alternativamente, son posibles mediciones de distancia constante, que cambian la posición z para mantener la distancia de la sonda a la muestra mientras la sonda se escanea a través de la superficie en el plano xy. La medición de la distancia constante puede basarse en una señal eléctrica como es el caso en el modo de corriente constante, [7] donde el dispositivo intenta mantener una corriente constante cambiando el sustrato a la distancia de la punta, d , y registrando el cambio en d . También se puede utilizar una señal mecánica para controlar la distancia entre la sonda y la muestra. Ejemplos de esto son las técnicas de contacto intermitente (ic) -SECM [21] y de fuerza de corte [22] que utilizan cambios en la vibración de la sonda para mantener la distancia entre la sonda y la muestra.
La resolución espacial depende del radio de la punta, el sustrato a la distancia de la punta, la precisión de la electrónica y otras consideraciones.
Instrumentación
Los primeros SECM fueron construidos únicamente por grupos de laboratorio individuales a partir de un conjunto de componentes comunes que incluyen potenciostato (o bipotenciostato) y programador potencial, amplificador de corriente, posicionador y controlador piezoeléctrico , computadora y UME. [4] Muchos experimentos de SECM son de naturaleza altamente específica, y el ensamblaje interno de SECM sigue siendo común. El desarrollo de nuevas técnicas hacia la nanofabricación confiable de electrodos ha sido un foco principal en la literatura debido a varias ventajas distintas que incluyen altas tasas de transferencia de masa y bajos niveles de adsorción de reactivos en experimentos cinéticos. [23] [24] Además, la resolución espacial mejorada que ofrece el tamaño reducido de la punta amplía el alcance de los estudios SECM a fenómenos más pequeños y rápidos. Los siguientes métodos abarcan un resumen abreviado de las técnicas de fabricación en un campo en rápido desarrollo.
Preparación de electrodos
Las sondas SECM utilizan platino como material de núcleo activo, sin embargo, se han utilizado carbono, oro, mercurio y plata. [25] La preparación típica de un electrodo a microescala se realiza sellando con calor un microalambre o fibra de carbono en un capilar de vidrio al vacío . Esta punta se puede conectar a un electrodo de cobre más grande mediante el uso de epoxi de plata y luego se puede pulir para producir una punta afilada. La nanofabricación de electrodos se puede realizar grabando un alambre de metal con cianuro de sodio e hidróxido de sodio. Los alambres de metal grabados pueden luego recubrirse con cera, barniz, parafina fundida o vidrio, poli (a-metilestireno), poliimida , fenol electropolimerizado [26] y pintura electroforética . [27] Las nanotipias producidas por estos métodos son cónicas, sin embargo, las puntas en forma de disco se pueden obtener tirando con micropipetas de electrodos sellados de vidrio. Los electrodos a nanoescala permiten experimentos de alta resolución de características biológicas de escala submicrónica o análisis de una sola molécula. Los experimentos de "penetración", donde la punta se inserta en una microestructura (como una película delgada de polímero con centros redox fijos) para sondear parámetros cinéticos y de concentración, también requieren el uso de electrodos a nanoescala. [28] Sin embargo, los microelectrodos siguen siendo ideales para experimentos cinéticos cuantitativos y en modo de retroalimentación debido a su mayor área de superficie.
La modificación de electrodos se ha desarrollado más allá del parámetro de tamaño. Las sondas SECM-AFM pueden actuar como sensor de fuerza y como electrodo mediante la utilización de un alambre de metal grabado y aplanado recubierto con pintura electroforética. En este sistema, el alambre aplanado actúa como un voladizo flexible para medir la fuerza contra una muestra (AFM) mientras el electrodo de alambre mide la corriente (SECM). [2] De manera similar, la funcionalidad SECM se puede impartir en sondas AFM estándar pulverizando la superficie con un metal conductor o fresando una punta aislada con un haz de iones enfocado (FIB). También se ha demostrado que la litografía por haz de electrones genera sondas SECM-AFM de forma reproducible utilizando obleas de silicio. [29] Los fabricantes de sondas AFM, como Scuba Probe Technologies, fabrican sondas SECM-AFM con contactos eléctricos confiables para operar en líquidos. [30]
Las imágenes del entorno químico que está desacoplado de las topografías localizadas también son deseables para estudiar superficies más grandes o irregulares. Las "sondas de lápiz suave" se desarrollaron recientemente llenando una pista microfabricada en una hoja de tereftalato de polietileno con una tinta de carbón conductora. La laminación con una película de polímero produjo una aguja en forma de V que se cortó para exponer la punta de carbón. La flexibilidad inherente al diseño de la sonda permite un contacto constante con el sustrato que dobla la sonda. Cuando se arrastra a través de una muestra, la flexión de la sonda se adapta a las diferencias topográficas en el sustrato y proporciona una distancia casi constante de la punta al sustrato, d . [31]
Las sondas Micro-ITIES representan otro tipo de sonda especializada que utiliza la interfaz entre dos soluciones de electrolitos inmiscibles ( ITIES ). Estas puntas cuentan con una pipeta cónica que contiene una solución que contiene un contraelectrodo metálico y se utilizan para medir eventos de transferencia de electrones e iones cuando se sumergen en una segunda fase líquida inmiscible que contiene un electrodo de contrareferencia. [1]
A menudo, el sondeo de interfaces líquido / líquido y aire / líquido a través de SECM requiere el uso de un electrodo submarino. [32] En esta configuración, el electrodo tiene forma de gancho donde el electrodo puede invertirse y sumergirse dentro de la capa líquida. La punta UME apunta hacia arriba y se puede colocar directamente debajo de la interfaz líquido / líquido o aire / líquido. La parte del electrodo que pasa a través de la región de la interfaz está aislada eléctricamente para evitar perturbaciones interfaciales indirectas.
Los aumentos en la complejidad de los electrodos junto con las disminuciones de tamaño han provocado la necesidad de técnicas de caracterización de alta resolución. Las mediciones de microscopía electrónica de barrido (SEM), voltamperometría cíclica (CV) y curvas de aproximación SECM se aplican con frecuencia para identificar la dimensión y geometría de las sondas fabricadas.
Potenciostato
El potenciostato polariza y mide el voltaje usando el sistema estándar de tres electrodos de experimentos de voltamperometría . El UME actúa como electrodo de trabajo para aplicar un potencial controlado al sustrato. El electrodo auxiliar (o contraelectrodo) actúa para equilibrar la corriente generada en el electrodo de trabajo, a menudo a través de una reacción redox con el disolvente o electrolito de soporte. Voltaje medido con respecto al potencial de reducción bien definido del electrodo de referencia , aunque este electrodo en sí no deja pasar ninguna corriente.
Posicionadores y traductores
SECM utiliza muchos de los mismos componentes de posicionamiento que están disponibles para otras técnicas de caracterización de materiales. El posicionamiento preciso entre la punta y la muestra es un factor importante que complementa el tamaño de la punta. La posición de la sonda con respecto a un punto dado en la superficie del material en las direcciones x, y, z es típicamente controlada por un motor para posicionamiento aproximado acoplado con un motor piezoeléctrico para un control más fino. Más específicamente, los sistemas pueden presentar un motor de gusano en pulgadas que dirige un posicionamiento aproximado con un control z adicional gobernado por un empujador piezoeléctrico PZT. También se han utilizado motores paso a paso con posicionador de bloque piezoeléctrico XYZ o sistemas de control de circuito cerrado . [15]
Aplicaciones
SECM se ha empleado para sondear la topografía y la reactividad superficial de materiales en estado sólido, rastrear la cinética de disolución de cristales iónicos en ambientes acuosos, seleccionar prospectos electrocatalíticos, dilucidar actividades enzimáticas e investigar el transporte dinámico a través de membranas sintéticas / naturales y otros sistemas biofísicos. Los primeros experimentos se centraron en estas interfaces sólido / líquido y en la caracterización de sistemas electroquímicos típicos basados en soluciones con mayor resolución espacial y sensibilidades que las que suelen permitir los experimentos electroquímicos a granel. Más recientemente, la técnica SECM se ha adaptado para explorar la dinámica de transferencia química en las interfaces líquido / líquido y líquido / gas.
Interfaz sólido / líquido
Microestructuración
SECM y variaciones de la técnica también han encontrado uso en microfabricación, modelado de superficies y microestructuración. [12] Se han explorado una multitud de reacciones superficiales dentro de este contexto, incluida la deposición de metales, el grabado y el modelado de superficies mediante enzimas. La litografía con sonda de barrido (SPL) de superficies se puede realizar utilizando la configuración SECM. Debido a las limitaciones de tamaño en los procedimientos de microfabricación para los UMEs, la resolución espacial se reduce, lo que permite tamaños de características más grandes en comparación con otras técnicas de SPL. Un ejemplo temprano demostró el patrón de monocapas autoensambladas de dodeciltiolato (SAM) moviendo el UME en una matriz bidimensional muy cerca de la superficie mientras se aplica un potencial oxidativo o reductor, desorbiendo localmente las especies químicas. [12] Las características del tamaño de un micrón se modelaron de manera efectiva en el SAM. Un beneficio inherente de SECM sobre otras técnicas de SPL para el modelado de superficies se puede atribuir a su capacidad para adquirir simultáneamente información electroquímica relacionada con la superficie mientras se realiza la litografía. Otros estudios han demostrado la utilidad de SECM para la deposición de islas de oro locales como plantillas para la unión de biomoléculas y tintes fluorescentes . [33] Dichos estudios sugieren el potencial de la técnica para la fabricación de ensamblajes a nanoescala , lo que la hace particularmente adecuada para explorar sistemas previamente estudiados atados a pequeños cúmulos de oro.
Se han utilizado variedades de SECM que emplean la geometría de la punta de la micropipeta para generar microcristales resueltos espacialmente de una solución sólida . [34] Aquí, los microcapilares de vidrio con orificios de tamaño submicrónico reemplazan al UME estándar, lo que permite que las gotas del tamaño de un femtolitro se suspendan del capilar sobre una superficie conductora que actúa como electrodo de trabajo . Al entrar en contacto con la superficie polarizada positivamente, las gotas de soluciones salinas logran sobresaturación y cristalizan con geometrías de microescala bien definidas . Dicha tecnología podría prestarse bien a los sensores electroquímicos de estado sólido en microdispositivos.
Disolución iónica
La disolución de cristales iónicos en ambientes acuosos es fundamentalmente importante para la caracterización de una gran cantidad de sistemas sintéticos y naturales. [35] La alta resolución espacial y la movilidad tridimensional proporcionada por la UME permite sondear la cinética de disolución en caras específicas de cristales iónicos individuales, mientras que las técnicas de caracterización anteriores se basaban en una medición promedio en conjunto o en masa . Debido a las altas tasas de transferencia de masa asociadas con UMEs en la configuración SECM, es posible cuantificar sistemas definidos por cinéticas de reacción muy rápidas . Además, los UMEs permiten la monitorización en un amplio rango dinámico , haciendo posible el estudio de sólidos iónicos con grandes diferencias de solubilidad .
Los primeros ejemplos que demuestran la utilidad de SECM para extraer datos de velocidad cuantitativa de tales sistemas se llevaron a cabo en cristales de CuSO 4 en una solución acuosa saturada con Cu 2+ y SO2−
4iones. [36] Al colocar un UME en la configuración SECM aproximadamente a un radio de electrodo de la cara (100) de un cristal de CuSO 4 , fue posible perturbar el equilibrio de disolución reduciendo localmente el Cu 2+ en la superficie del UME. A medida que la cara del cristal se disolvió localmente en iones de cobre y sulfato, se formó un hoyo visible y la señal cronoamperométrica pudo monitorearse en función de la distancia entre el UME y el cristal. Suponiendo un comportamiento cinético de primer o segundo orden, la constante de velocidad de disolución podría extraerse de los datos. Se han realizado estudios similares en sistemas de cristales adicionales sin un electrolito de soporte. [37]
Investigación de electrocatálisis
Acercarnos a la búsqueda de nuevos materiales catalíticos para reemplazar los metales preciosos utilizados en las pilas de combustible exige un amplio conocimiento de la reacción de reducción de oxígeno (ORR) que se produce en la superficie del metal. A menudo, aún más urgentes son las limitaciones físicas impuestas por la necesidad de estudiar y evaluar la viabilidad electrocatalítica de un gran número de candidatos catalíticos potenciales. Algunos grupos que estudian la electrocatálisis han demostrado el uso de SECM como una técnica de detección rápida que proporciona información electroquímica cuantitativa local sobre mezclas y materiales catalíticos. [38] [39]
Se han sugerido una variedad de enfoques para la evaluación de alto rendimiento de nuevos electrocatalizadores metálicos. Un enfoque funcional, no SECM, permitió evaluar ópticamente las actividades electrocatalíticas de un gran número de catalizadores empleando una técnica que detectaba la producción de protones en matrices depositadas de tintes fluorescentes sensibles a protones . [40] Aunque de cierta utilidad, la técnica adolece de la imposibilidad de extraer información electroquímica cuantitativa de cualquier sistema catalítico de interés, lo que requiere que la información electroquímica cuantitativa se obtenga fuera de línea del experimento de la matriz. Bard y col. han demostrado una evaluación de las actividades electrocatalíticas a gran volumen utilizando la configuración SECM. [38] Con este enfoque, se puede adquirir información electroquímica cuantitativa directa de sistemas multicomponente en una plataforma de detección rápida. Este cribado de alto rendimiento ayuda significativamente en la búsqueda de materiales electrocatalíticos abundantes, eficientes y rentables como sustitutos del platino y otros metales preciosos .
Análisis biológico
La capacidad de sondear superficies no conductoras hace que SECM sea un método viable para analizar membranas, enzimas activas redox y otros sistemas biofísicos.
Los cambios en la actividad redox intracelular pueden estar relacionados con afecciones como el estrés oxidativo y el cáncer. Los procesos redox de células vivas individuales pueden ser probados por SECM, que sirve como un método no invasivo para monitorear la transferencia de carga intracelular. En tales mediciones, la celda de interés se inmoviliza sobre una superficie sumergida en una solución con la forma oxidada del mediador redox y se emplea el modo de retroalimentación. Se aplica un potencial a la punta, lo que reduce las especies oxidadas, generando una corriente de estado estacionario, i T . Cuando el producto de la punta ingresa a la celda, se vuelve a oxidar mediante procesos dentro de la celda y se envía de regreso. Dependiendo de la velocidad a la que la celda regenere el producto de la punta, la corriente de la punta cambiará. Un estudio de Liu et al. [41] empleó este método y mostró que los estados redox dentro de tres líneas celulares de mama humana (inmóviles, móviles y metastásicas ) eran consistentemente diferentes. SECM no solo puede examinar células inmovilizadas, sino que también se puede utilizar para estudiar la cinética de enzimas redox activas inmovilizadas. [42]
El transporte de iones como K + y Na + a través de membranas u otras interfaces biológicas es vital para muchos procesos celulares; SECM se ha empleado para estudiar el transporte de especies activas redox a través de las membranas celulares. En el modo de retroalimentación, la transferencia de moléculas a través de una membrana puede inducirse recolectando las especies transferidas en la punta y formando un gradiente de concentración. [4] Los cambios en la corriente se pueden medir en función de la velocidad de transporte de moléculas.
Interfaz líquido / líquido
Electrocatálisis
La interfaz entre dos soluciones de electrolitos inmiscibles (ITIES) se puede estudiar utilizando SECM con una sonda micro-ITIES. La sonda se encuentra en una capa y se acerca a la unión mientras aplica un potencial. La oxidación o la reducción agota la concentración del sustrato, lo que da como resultado la difusión de cualquiera de las capas. A distancias cercanas de la interfaz de la punta, se observan velocidades de difusión entre la capa orgánica / acuosa para un sustrato o especies iónicas. [43] Las tasas de transferencia de electrones también se han estudiado ampliamente en el ITIES. En tales experimentos, los pares redox se disuelven en fases separadas y se registra la corriente en los ITIES. [1] Este es también el principio fundamental en el estudio del transporte a través de membranas.
Interfaz líquido / gas
La transferencia de especies químicas a través de interfaces aire / líquido es parte integral de casi todos los sistemas físicos, fisiológicos, biológicos y ambientales en algún nivel. Hasta ahora, un impulso importante en el campo ha sido la cuantificación de la dinámica de transferencia molecular a través de películas de monocapa para obtener información sobre las propiedades de transporte químico de los sistemas de membranas celulares y la difusión química en las interfaces ambientales. [44]
Aunque se ha trabajado mucho en el área de la evaporación a través de monocapas en las interfaces aire / agua, fue la introducción de SECM lo que brindó a los investigadores un método alternativo para explorar la permeabilidad de las monocapas a pequeñas moléculas de soluto a través de dichas interfaces. Al colocar con precisión un electrodo submarino debajo de una monocapa orgánica que separa una interfaz aire / agua, los investigadores pudieron perturbar el equilibrio de difusión de oxígeno mediante la reducción local de oxígeno en la capa acuosa , provocando así la difusión a través de la monocapa. [45] La dinámica de difusión del sistema se puede dilucidar midiendo la respuesta actual en la UME con alta resolución espacial y temporal . SECM es bastante adecuado para tales estudios cinéticos, ya que la respuesta actual se puede monitorear con alta sensibilidad debido a las rápidas tasas de transferencia de masa asociadas con UMEs en la configuración SECM. La movilidad tridimensional del UME también permite el sondeo espacial de las membranas para identificar puntos de alto flujo o permeabilidad. Se ha empleado un enfoque muy similar para estudios de difusión en interfaces líquido / líquido y sólido / líquido.
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