


近日,青岛农业大学李峰教授团队在《Advanced Materials》期刊上发表题为“Bioinspired super-resolution electrochemiluminescence imaging based on triboelectric nanogenerator for electrode-electrolyte interface analysis”的研究成果。青岛农业大学为唯一署名单位,王从宇教授为该论文第一作者;盖盼盼和李峰教授为该论文共同通讯作者。

研究团队受到心脏“收缩-舒张”循环机制的启发,创新性地将摩擦纳米发电机引入电化学发光体系,构建了TENG驱动电化学发光(TECL)成像技术。利用TENG产生的高频脉冲电压,电极表面能够在“激发”和“恢复”状态之间快速切换,使发光体和共反应物得到持续补充,从而显著缓解传统ECL中的信号衰减问题,实现更加稳定和持久的发光输出。在此基础上,结合人工智能图像重建技术,利用双U-Net架构的零样本超分辨网络(ZS-DeconvNet),构建了超分辨TECL(ZSSR-TECL)成像平台。该方法无需外部训练数据即可实现图像去噪、背景抑制和细节增强,大幅提升了界面成像的空间分辨率和分析能力。

图1 TECL成像用于电极-电解质界面的分析
在电极-电解质界面研究中,界面活性通常呈现明显的空间异质性,不同区域可能同时存在高活性区、普通活性区以及失活区。利用ZSSR-TECL成像技术,研究团队成功实现了对上述不同活性区域的精准识别与区分。通过直接成像、信号强度分布分析以及区域总信号强度定量分析三种方式,能够对界面催化活性进行定性与定量评价,将传统的界面观察提升为精确的活性表征。图1展示了ZSSR-TECL技术对电极-电解质界面异质催化活性的分析结果。与传统成像相比,超分辨重建后不同活性区域的边界更加清晰,局部催化差异得到有效放大,为研究电极失活、腐蚀以及催化反应过程提供了更加直观的可视化证据。
原文链接:
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73752