text: 电化学阻抗谱（EIS）一直吸引着电化学家们的研究兴趣，这不仅因为它是研究电极界面最有价值的工具之一，而且还为开发不同类型的化学和生物传感器提供了一个良好的平台。因此，EIS已广泛应用于不同应用领域中，从最初测定双电层电容到现在的监测化合物的形成、防腐聚合物涂层的降解研究以及电池的电化学性能评估等。虽然EIS是一种分析各种电化学现象的强有力方法，但是这种方法通常获得的是整个电极表面的平均电化学行为。然而，电极表面往往是不均匀的，很少能够呈现出理想的电化学行为，从而导致了对一些数据解释会存在一定的困难。正是由于这些原因，局域的电化学阻抗谱（L-EIS）被开发了出来且得到了广泛的应用，但是这种方法也存在明显的缺陷，例如空间分辨率不足。后来，利用光学成像方法与电化学技术联用，基于等离激元的电化学阻抗显微镜（P-EIM）被开发了出来，该技术可以实现亚微米空间分辨率，在单细胞、分子间相互作用以及小分子检测等领域中得到了广泛的应用。然而，基于单纳米颗粒的EIS还尚未实现。研究单个纳米粒子的EIS不仅有助于提高对纳米级界面非法拉第充放电过程的理解，而且还能更好地研究单个纳米粒子的表面性质。
  如图1a所示，我们搭建了一套单色暗场显微镜（DFM），可以用于直接测定单个AuNRs的EIS（图1b），从而利用单个AuNRs的EIS还能直测定单个AuNR的表面电容。与传统依赖于记录电极电流的EIS不同，本文提出了一种基于光电转换模型的方式来记录单个AuNRs的EIS。在非法拉第的充电和放电过程中，单个AuNR的电子密度随着充放电过程周期性进行而发生相应的变化，具体表现为单个AuNRs的散射强度值相应的增加和降低。结果表明，我们所获得的单个AuNRs的EIS在低频区域（<100Hz）呈现出了在非法拉第充放电过程中电解质溶液中离子的影响，而在高频区域（>100Hz）则展现出了标准的非法拉第充放电行为，为此我们可以准确计算单个AuNRs的表面电容（36.6±11.8μF/cm2,N=10）。所以，利用我们自己搭建的这套暗场成像装置，可以将单个AuNRs的非法拉第充放电过程从原来直流信号的研究（或者较低频区域）推进了能够研究交流电压调制下的高频区域。另外，单个纳米粒子的EIS还可以作为一个新的化学和生物传感平台，用于开发不同类型的传感器。
  此项研究成果以“ElectrochemicalimpedancespectroscopyofsingleAunanorods”为题发表于近期的《ChemicalScience》上。论文的第一作者为刘涛，通讯作者为王伟教授。
  本研究得到了国家自然科学基金（21522503；21527807；21327902；21705077）和江苏省自然科学基金（BK20150570；BK20150013）项目资助。