突破传统局限：全光技术解析双电层（EDL）超快动力学对电化学应用的关键意义

《SCIENCE》：Ultrafast aqueous electric double layer dynamics

双电层（EDL）在众多领域意义重大，但高浓度下其动力学研究困难。研究人员开发全光技术，实时监测任意浓度下 EDL 动力学。发现其重组在皮秒级且与浓度相关，离子传导是主因，为优化电化学应用提供思路。

　　双电层（Electrical Double Layer，EDL）在电化学电容器、晶体管、水上化学以及生物电技术中至关重要。EDL 内的离子动力学决定了充放电过程的极限。经典的 EDL 模型在高电解质浓度下存在不足，观测 EDL 动力学也颇具挑战。

在这项研究中，一种全光技术实现了对任意浓度下 EDL 动力学的实时监测。该技术通过准瞬时改变吸附在空气 - 水基电解质溶液界面的质子（H₃O⁺）的表面倾向性，随后利用飞秒时间分辨光谱追踪 EDL 的弛豫过程。结果显示，EDL 重组发生在皮秒时间尺度上，并且强烈依赖于浓度。非平衡分子动力学模拟和分析模型表明，离子传导是驱动 EDL 动力学的主要因素。

这项研究对 EDL 动力学进行了量化，并确定了其主要驱动因素，为优化电化学应用提供了深刻见解。