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Electrochemical Picobalance: Proof-of-Principle for an Electrochemical Cantilever-based Mass Balance

Titelangaben

Raßmann, Nadine ; Glaß, Roman E. J. ; Helfricht, Nicolas ; Papastavrou, Georg:
Electrochemical Picobalance: Proof-of-Principle for an Electrochemical Cantilever-based Mass Balance.
In: Electrochimica Acta. Bd. 540 (2025) . - 146907.
ISSN 0013-4686
DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.146907

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1585: Strukturierte Funktionsmaterialien für multiplen Transport in nanoskaligen räumlichen Einschränkungen
492723217

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Since the introduction of Faraday’s law, the combination of electrochemical methods with gravimetric techniques has been pursued very actively in the field of electrochemistry. Here, we present a proof-of-concept to combine electrochemical methods with the recently introduced picobalance, which originates from atomic force microscopy (AFM). The picobalance is a cantilever-based technique that can measure mass changes in the order of a few picograms. The development of fully insulated cantilevers with an integrated microelectrode (electrochemical balance probes, EBPs) was an essential prerequisite for the electrochemical picobalance. The electrochemical deposition of copper allowed for a highly defined and continuous deposition of mass on the EBP. By comparing the faradaic current and the mass signal of the picobalance, the mass sensitivity of the latter has been determined as 4.6 fg⋅µm−2⋅Hz−1 (or ∼460 ng⋅cm− 2⋅Hz−1). This value can be readily compared to the one for the electrochemical quartz microbalance (EQCM), which has been used here as a benchmark under the same conditions (17.5 ng⋅cm−2⋅Hz−1). However, in contrast to the EQCM, the picobalance is capable of measuring absolute masses as low as one picogram. The here-presented electrochemical picobalance allows for applications in electropolymerization, organic electronics, and bioelectrochemistry.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: Atomic force microscopy; Scanning electrochemical force microscopy; Cantilever; Electrochemical deposition; Chronoamperometry; Electrochemical quartz crystal microbalance
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie II - Grenzflächen und Nanoanalytik
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie II - Grenzflächen und Nanoanalytik > Lehrstuhl Physikalische Chemie II - Grenzflächen und Nanoanalytik - Univ.-Prof. Dr. Georg Papastavrou
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Zentrum für Kolloide und Grenzflächen - BZKG
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1585 - MultiTrans – Structured functional materials for multiple transport in nanoscale confinements
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 02 Sep 2025 05:45
Letzte Änderung: 02 Sep 2025 05:45
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/94188