Chemically modified electrode
રાસાયણિક રીતે સુધારેલ ઇલેક્ટ્રોડ એ વિદ્યુત વાહક છે જે તેની સપાટીને વિવિધ વિદ્યુતરાસાયણિક કાર્યો માટે સંશોધિત કરે છે. વાહકના ગુણધર્મોને તેના લક્ષિત કાર્ય અનુસાર બદલવા માટે પાતળા આવરણ અથવા ચોક્કસ રસાયણોના સ્તરને ઉમેરીને ઇલેક્ટ્રોડ પ્રણાલીઓમાં અદ્યતન અભિગમોનો ઉપયોગ કરીને રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ બનાવવામાં આવે છે. સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ પર, ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને રિએક્ટન્ટ અથવા પ્રતિક્રિયા સબસ્ટ્રેટમાં સ્થાનાંતરિત કરીને ઇલેક્ટ્રોકૅટાલિસિસ પૂર્ણ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સની સપાટીઓમાં ફેરફાર કરવો એ 1979 થી ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં સંશોધન રસના સૌથી સક્રિય ક્ષેત્રોમાંનું એક છે, જે ઇલેક્ટ્રોડ્સ તેમના વાતાવરણ સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેના પર નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે. રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ અન્ય પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોડથી અલગ હોય છે કારણ કે તેમાં ચોક્કસ રાસાયણિક (ઇલેક્ટ્રોડના કાર્યને આધારે) માંથી બનેલા મોલેક્યુલર મોનોલેયર અથવા માઇક્રોમીટર-જાડા ફિલ્મ સ્તરો હોય છે. પાતળા આવરણને ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર કોટેડ કરવામાં આવે છે. પરિણામ ભૌતિક, રાસાયણિક, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ, ઓપ્ટિકલ, ઇલેક્ટ્રિકલ, પરિવહન અને અન્ય ઉપયોગી ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ વિશેષ નવા રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથે સુધારેલ ઇલેક્ટ્રોડ હશે. રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ અને ઇલેક્ટ્રોડ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન પર ભારે આધાર રાખે છેઃ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ માટેનો એક સામાન્ય શબ્દ જ્યાં ચાર્જ રાસાયણિક ફિલ્મો દ્વારા ઇલેક્ટ્રોડમાં પરિવહન કરે છે. "આવરણ" શબ્દનો ઉપયોગ રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર પાતળા રાસાયણિક પટલમાં ચોક્કસ પ્રકારના રાસાયણિક સ્થળના મોલ/એમ. 2 માં સામાન્ય વિસ્તારને વ્યક્ત કરવા માટે થાય છે. જ્યાં સુધી આ ક્ષેત્રના વૈજ્ઞાનિકોને તેમની તપાસ ચાલુ રાખવા માટે ખુલ્લી સપાટીઓનો કોઈ ઉપયોગ ન મળ્યો ત્યાં સુધી રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સ વિકસાવવાનો હેતુ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં પ્રગતિ વધુ સંપૂર્ણ થતી રહી. તેની પાછળનું કારણ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોડ સાથે સંકળાયેલા સંશોધનો માટે ચોક્કસ રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોની જરૂર પડે છે જે વિદ્યુત વાહક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રીમાં કુદરતી રીતે અસ્તિત્વમાં ન હતા. આ મૂંઝવણમાંથી બહાર આવવા માટે, તેઓએ ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રીને અનુરૂપ બનાવવા માટે રાસાયણિક ફેરફારનો ઉપયોગ કર્યો. અણુઓ, અણુઓ અને નેનો-કણો તેમના ઇલેક્ટ્રોનિક અને માળખાકીય ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરવા માટે સામગ્રીની સપાટી સાથે જોડાયેલા હોય છે, જે તેમની કાર્યક્ષમતામાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે. રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સના ઉપયોગો તેમના પ્રથમ તબક્કામાં, રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ માત્ર તે તકનીકોમાં કરવામાં આવતો હતો જે શરૂઆતમાં (ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ તપાસ માટે ટ્યુનિંગ સપાટીઓ) માટે બનાવવામાં આવી હતી. તે પછી, રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સે ઇલેક્ટ્રોડ્સની કામગીરીને ટ્યુન કરવા માટે શક્તિશાળી માર્ગો પૂરા પાડ્યા. ઇલેક્ટ્રોડ્સના ફેરફારોએ ઇલેક્ટ્રોએનાલિટીકલ રસાયણશાસ્ત્રમાં નીચેની પ્રક્રિયાઓને સરળ બનાવીઃ અશુદ્ધિઓનો પ્રતિકાર કરતી ઇલેક્ટ્રોડ્સની પસંદગી પૂરી પાડવી કેન્દ્રિત પ્રજાતિઓ ઇલેક્ટ્રોકેટાલિટિક ગુણધર્મોમાં સુધારો કરવો જટિલ નમૂનાઓમાં દખલગીરીની પહોંચને મર્યાદિત કરવી તે અન્ય હેતુઓ માટે પણ એક માર્ગ પૂરો પાડે છે, જેમ કેઃ ઊર્જા રૂપાંતરણ સંશોધન ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓને પ્રભાવિત કરતી ઘટનાઓનું સંશોધન કાટ સંગ્રહ અને રક્ષણ મોલેક્યુલર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ વિકસાવવું ઇલેક્ટ્રોક્રોમિક ઉપકરણો વિકસાવવું સંશોધન ક્ષેત્રો જ્યાં રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ થાય છે તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ વચ્ચે મૂળભૂત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ તપાસ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર. ઇલેક્ટ્રોડ સપાટીઓ પર સ્થિર અથવા ધીમા વિદ્યુત ચાર્જ પર ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિસિટી. પોલિમર ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન અને આયનીય પરિવહન પોલિમર પર વિશેષ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને એક પ્રજાતિ અથવા અણુથી બીજામાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમો અને ઉપકરણોની રચના એવી સિસ્ટમો અને ઉપકરણોની રચના કે જે સિસ્ટમો અથવા ઉપકરણોની તમામ જરૂરી વિશિષ્ટતાઓ સાથે રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં રાસાયણિક ફેરફાર કરવાના અભિગમો ઇલેક્ટ્રોડ્સની સપાટીને નીચેની રીતે સુધારી શકાય છેઃ (1) શોષણ (રસાયણ શોષણ) એક એવી પદ્ધતિ જે રાસાયણિક સંયોજનોની રચનામાં સામેલ સમાન પ્રકારના સંયોજક બળોનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યાં ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર મજબૂત રીતે શોષાય છે અથવા રસાયણ શોષણ થાય છે, જેનાથી મોનોલેયર કવરેજ મળે છે. આ અભિગમમાં સબસ્ટ્રેટ-કપલ્ડ સેલ્ફ-એસેમ્બલ મોનોલેયર્સ (એસએએમ) નો સમાવેશ થાય છે, જ્યાં અણુઓ ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર સ્વયંભૂ રસાયણશાસ્ત્રમાં શોષાય છે, પરિણામે તેના પર રચાયેલા સ્તરોની માઇક્રોસ્કોપિક સુપરલેટીસ રચના થાય છે. (2) સહસંયોજક બંધન એક એવી પદ્ધતિ છે જે રાસાયણિક પરિવર્તક અને ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીના એક અથવા વધુ એક-આણ્વિક સ્તરો વચ્ચે સહસંયોજક બંધન બનાવવા માટે રાસાયણિક એજન્ટોનો ઉપયોગ કરે છે. આ પદ્ધતિમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સામાન્ય એજન્ટોમાં ઓર્ગેનોસિલેન્સ અને સ્યાન્યુરિક ક્લોરાઇડનો સમાવેશ થાય છે. (3) પોલિમર ફિલ્મ કોટિંગ એક એવી પદ્ધતિ છે જે ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર ઇલેક્ટ્રોન-વાહક અને બિન-વાહક પોલિમર ફિલ્મોને પકડી રાખવા માટે નીચેનામાંથી એકનો ઉપયોગ કરે છેઃ સંપર્ક દ્રાવણમાં રસાયણ શોષણ અને ઓછી દ્રાવ્યતા છિદ્રાળુ ઇલેક્ટ્રોડમાં ભૌતિક લંગર આ પદ્ધતિમાં સ્વયં-એસેમ્બલ મોનોલેયર્સમાંથી રાસાયણિક પ્રજાતિઓ (સબસ્ટ્રેટ) ને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે જેથી મૂળ સબસ્ટ્રેટ માળખાથી સ્વતંત્ર રીતે ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી પરના અણુઓને શોષી શકાય. પોલિમર ફિલ્મો કાર્બનિક, ઓર્ગેનોમેટાલિક અથવા અકાર્બનિક હોઈ શકે છે, અને તેમાં કાં તો રાસાયણિક સંશોધક હોઈ શકે છે અથવા પછીની પ્રક્રિયામાં પોલિમરમાં રાસાયણિક ઉમેરી શકાય છે. (4) સંયુક્ત એવી પદ્ધતિ જેમાં ઇલેક્ટ્રોડ મેટ્રિક્સ સામગ્રી સાથે રાસાયણિક પરિવર્તક મિશ્રિત હોય. આ પદ્ધતિનું ઉદાહરણ કાર્બન પેસ્ટ ઇલેક્ટ્રોડ (ઇલેક્ટ્રોડ મેટ્રિક્સ) માં કાર્બન કણો સાથે મિશ્રિત ઇલેક્ટ્રોન-ટ્રાન્સફર મધ્યસ્થી (રાસાયણિક સંશોધક) છે. કાર્બન પેસ્ટ, ગ્લાસી કાર્બન પેસ્ટ, ગ્લાસી કાર્બન વગેરે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં ફેરફાર કરવામાં આવે છે ત્યારે તેને રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પ્રજાતિઓના વિશ્લેષણ માટે રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. સંદર્ભો ઇલેક્ટ્રોડ્સ