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在很多材料与生命体系里,“界面”的酸碱度(pH)与溶液主体并不一样,却很难原位量起来——这一直困扰着从电催化到生物材料的研究。德国马普高分子所团队提出了一种原位测量界面pH的新方案:先用氨基硅烷把玻璃表面功能化,再共价固定一层pH敏感染料;随后在液体环境中通过共聚焦显微镜读取荧光信号的变化,并配套建立一个同时考虑表面电荷与酸碱平衡的理论模型,对测得的光学信号进行标定与解释。这一“实验+模型”的组合,不仅能读到界面“此时此地”的pH,还揭示了界面pH与体相pH的近似线性关系,且界面端的变化幅度更收敛。据此,作者将荧光读数直接换算为“界面真实pH”,实现了在不同溶液条件与操作窗口下的可靠原位监测。2025年8月21日,相关研究成果发表于《The Journal of Physical Chemistry Letters》。

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在很多材料与生命体系里,“界面”的酸碱度(pH)与溶液主体并不一样,却很难原位量起来——这一直困扰着从电催化到生物材料的研究。德国马普高分子所团队提出了一种原位测量界面pH的新方案:先用氨基硅烷把玻璃表面功能化,再共价固定一层pH敏感染料;随后在液体环境中通过共聚焦显微镜读取荧光信号的变化,并配套建立一个同时考虑表面电荷与酸碱平衡的理论模型,对测得的光学信号进行标定与解释。这一“实验+模型”的组合,不仅能读到界面“此时此地”的pH,还揭示了界面pH与体相pH的近似线性关系,且界面端的变化幅度更收敛。据此,作者将荧光读数直接换算为“界面真实pH”,实现了在不同溶液条件与操作窗口下的可靠原位监测。2025年8月21日,相关研究成果发表于《The Journal of Physical Chemistry Letters》。

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(图片来源:《The Journal of Physical Chemistry Letters》)

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用荧光可视化测量“界面酸碱度”
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科技导报 | 科技新闻 2025,43(16): 6-6
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用荧光可视化测量“界面酸碱度”
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    出版时间: 2025-08-28
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    在很多材料与生命体系里,“界面”的酸碱度(pH)与溶液主体并不一样,却很难原位量起来——这一直困扰着从电催化到生物材料的研究。德国马普高分子所团队提出了一种原位测量界面pH的新方案:先用氨基硅烷把玻璃表面功能化,再共价固定一层pH敏感染料;随后在液体环境中通过共聚焦显微镜读取荧光信号的变化,并配套建立一个同时考虑表面电荷与酸碱平衡的理论模型,对测得的光学信号进行标定与解释。这一“实验+模型”的组合,不仅能读到界面“此时此地”的pH,还揭示了界面pH与体相pH的近似线性关系,且界面端的变化幅度更收敛。据此,作者将荧光读数直接换算为“界面真实pH”,实现了在不同溶液条件与操作窗口下的可靠原位监测。2025年8月21日,相关研究成果发表于《The Journal of Physical Chemistry Letters》。

    在很多材料与生命体系里,“界面”的酸碱度(pH)与溶液主体并不一样,却很难原位量起来——这一直困扰着从电催化到生物材料的研究。德国马普高分子所团队提出了一种原位测量界面pH的新方案:先用氨基硅烷把玻璃表面功能化,再共价固定一层pH敏感染料;随后在液体环境中通过共聚焦显微镜读取荧光信号的变化,并配套建立一个同时考虑表面电荷与酸碱平衡的理论模型,对测得的光学信号进行标定与解释。这一“实验+模型”的组合,不仅能读到界面“此时此地”的pH,还揭示了界面pH与体相pH的近似线性关系,且界面端的变化幅度更收敛。据此,作者将荧光读数直接换算为“界面真实pH”,实现了在不同溶液条件与操作窗口下的可靠原位监测。2025年8月21日,相关研究成果发表于《The Journal of Physical Chemistry Letters》。

    . 用荧光可视化测量“界面酸碱度”. 科技导报, 2025 , 43 (16) : 6 -6 .
    . Science & Technology Review, 2025 , 43 (16) : 6 -6 .
    在很多材料与生命体系里,“界面”的酸碱度(pH)与溶液主体并不一样,却很难原位量起来——这一直困扰着从电催化到生物材料的研究。德国马普高分子所团队提出了一种原位测量界面pH的新方案:先用氨基硅烷把玻璃表面功能化,再共价固定一层pH敏感染料;随后在液体环境中通过共聚焦显微镜读取荧光信号的变化,并配套建立一个同时考虑表面电荷与酸碱平衡的理论模型,对测得的光学信号进行标定与解释。这一“实验+模型”的组合,不仅能读到界面“此时此地”的pH,还揭示了界面pH与体相pH的近似线性关系,且界面端的变化幅度更收敛。据此,作者将荧光读数直接换算为“界面真实pH”,实现了在不同溶液条件与操作窗口下的可靠原位监测。2025年8月21日,相关研究成果发表于《The Journal of Physical Chemis‐ try Letters》。
    该工作把长期“看不清、量不准”的界面化学量变成了可重复、可定量的观测对象,给各类功能化表面提供了通用“读数器”。方法学上,实验(表面固定染料+ 共聚焦)与理论(含静电作用的表面平衡模型)紧密闭环,既揭示了界面—体相的可预期映射,也给了操作级的标定流程,便于他人直接复用。
    有了“界面pH标尺”,电催化与电池界面的选择性与老化就能以真实界面条件重新审视;在生物材料与组织工程中,涂层/水凝胶与细胞贴附、蛋白吸附的pH效应可被定量优化;半导体湿法工艺与胶体加工里,清洗/刻蚀/自组装过程的“失之毫厘”有望被识别并纠偏;环境传感与膜分离领域亦可把这一读数机制嵌入到在线监测与膜面调控之中。总体而言,它提供了一个跨平台、可复制的界面诊断范式,直接服务于材料设计、工艺放大与质量控制。
    (来源:《The Journal of Physical Chemistry Letters》)

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    2025年第43卷第16期
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    • 出版时间:2025-08-28
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    Number of
    species
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    Percentage of
    total species (%)

    Genus
    种数
    Number of
    species
    占总种数比例
    Percentage of total
    species (%)
    鹅膏菌科Amanitaceae 2 11 5.26 鹅膏菌属 Amanita 10 4.78
    小菇科 Mycenaceae 2 12 5.74 丝盖伞属 Inocybe 5 2.39
    多孔菌科 Polyporaceae 8 14 6.70 蜡蘑属 Laccaria 5 2.39
    红菇科 Russulaceae 3 23 11.00 小皮伞属 Marasmius 6 2.87
    小菇属 Mycena 11 5.26
    光柄菇属 Pluteus 5 2.39
    红菇属 Russula 17 8.13
    栓菌属 Trametes 5 2.39
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