LAZERLE ÇEKME YÖNTEMİ İLE ÇOKLU NANODİSK PLATİN ELEKTROTLARIN ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Öz

Bu çalışmada, çoklu nanodisk platin elektrotlar, birden fazla mikro-telin tek bir yapıda biraraya gelmesi amacıyla lazer çekme tekniği kullanılarak üretilmiştir. Üretilen elektrotlar dönüşümlü voltametri (CV) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterize edilmiştir. Asetonitrilde çözünmüş ferrosen, tersinir elektron transfer özelliklerinden dolayı redoks aracısı olarak kullanılmıştır. Voltametrik tepkiler, nanoelektrotların kararlı durum davranış karakteristiğini göstermiş ve elde edilen akım değerleri, etkili elektrot yarıçapını tahmin etmek için kullanılmıştır. Dönüşümlü voltamerrik sonuçlara göre, ikili ve üçlü platin nanoelektrotların kararlı durum akımlarının tekli platin nanoelektrodun kararlı durum akımının sırasıyla yaklaşık iki ve üç katı olduğu görülmüştür. SEM analizi, tekdüze dağılıma sahip çoklu nanodisk yapılarının oluşumunu doğrulamıştır. Geliştirilen yöntem, elektrokimyasal algılama ve nanoelektrokimyadaki potansiyel uygulamalara sahip çoklu nanoelektrotlu sistemlerin üretilmesi için basit ve tekrarlanabilir bir yaklaşım sağlamaktadır.

Anahtar Kelimeler

• nanodisk
• platin
• taramalı elektron mikroskobu
• dönüşümlü voltametri

Destekleyen Kurum

Hitit Üniversitesi

Proje Numarası

FBE19004.15.002.

Etik Beyan

Çalışma bilimsel ve etik ilkelere uygundur.

Teşekkür

Hitit Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'ne FEF19004.15.002 projesi kapsamında verdiği destekten dolayı teşekkür ederiz.

FABRICATION AND CHARACTERIZATION OF MULTI NANODISC PLATINUM ELECTRODES BY LASER PULLING METHOD

Öz

In this study, multiple nanodisc platinum electrodes were produced using the laser drawing technique to bring together multiple microwires in a single structure. The produced electrodes were characterized using cyclic voltammetry (CV) and scanning electron microscopy (SEM). Ferrocene dissolved in acetonitrile has been used as a redox mediator due to its reversible electron transfer properties. Voltammetric responses showed the steady-state behavior characteristic of the nanoelectrodes, and the obtained current values were used to estimate the effective electrode radius. According to the cyclic voltammetric results, the steady-state currents of the dual and triple platinum nanoelectrodes were approximately two and three times higher, respectively, than that of the single platinum nanoelectrode. SEM analysis confirmed the formation of multiple nanodisc structures with uniform distribution. The developed method provides a simple and reproducible approach for fabricating multiple nanoelectrode systems with potential applications in electrochemical sensing and nanoelectrochemistry.

Anahtar Kelimeler

• nanodisc
• platinum
• scanning electron microscopy
• cyclic voltammetry

Destekleyen Kurum

Hitit University

Proje Numarası

FBE19004.15.002.

Etik Beyan

The study complies with scientific and ethical principles.

Teşekkür

We want to express our gratitude to the Scientific Research Projects Coordination Unit of Hitit University for their support within the scope of project FEF19004.15.002.

Kaynakça

1. 1. Oja SM, Wood M, Zhang B. Nanoscale electrochemistry. Anal Chem. 2013;85(2):473-486.
2. 2. Arrigan DWM. Nanoelectrodes, nanoelectrode arrays and their applications. Analyst. 2004;129:1157-1165.
3. 3. Bard AJ, Faulkner LR. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. 2nd ed. New York, NY: John Wiley & Sons; 2001:168-176.
4. 4. Guo J, Ho CN, Sun P. Electrochemical studies of chemically modified nanometer-sized electrodes. Electroanalysis. 2011;23(2):481-486.
5. 5. Xu C, Yang D, Wang Y, et al. Micro/nanoelectrode-based electrochemical methodology for single cell and organelle analysis. Chem Sci. 2023;17:196-206.
6. 6. Hu Y, Gao Y, Wang Y, et al. Platinized carbon nanoelectrodes as potentiometric and amperometric SECM probes. J Solid State Electrochem. 2013;17:2971-2977.
7. 7. Noël JM, Velmurugan J, Gökmeşe E, Mirkin MV. Fabrication, characterization, and chemical etching of Ag nanoelectrodes. Anal Bioanal Chem. 2013;405:7085-7094.
8. 8. Mao G, Kilani M, Ahmed M. Review—Micro/nanoelectrodes and their use in electrocrystallization: historical perspective and current trends. J Electrochem Soc. 2022;169:022505.

9. 9. Mezour MA, Morin M, Mauzeroll J. Fabrication and characterization of laser-pulled platinum microelectrodes with controlled geometry. Anal Chem. 2011;83:2378-2382.
10. 10. Mauzeroll J, Mezour MA, Morin M. Fabrication of Pt nanoelectrodes with a well-defined geometry. Anal Chem. 2009;81:5496-5502.
11. 11. Wang H, Gong Y, Li Y. Epoxy-sealed single Pt nanoelectrodes: fabrication and electrocatalytic performance for the methanol oxidation reaction. Electrochem Commun. 2017;86:63-67.
12. 12. Compton GR, Rogers IE, Wang Y. The measurement of the diffusion coefficients of ferrocene and ferrocenium and their temperature dependence in acetonitrile using double potential step microdisk electrode chronoamperometry. J Electroanal Chem. 2010;648(1):15-19.
13. 13. Conzu F. Biological imaging with scanning electrochemical microscopy. Proc R Soc A. 2018;474(2218):20180409.
14. 14. Liu Y, Li X, Chen J, Yuan C. Micro/nano electrode array sensors: advances in fabrication and emerging applications in bioanalysis. Front Chem. 2020;8:573865.
15. 15. Kai T, Zoski CG, Bard AJ. Scanning electrochemical microscopy at the nanometer level. Chem Commun (Camb). 2018;54:1934-1947.
16. 16. Xu C, Yang D, Wang Y, Liu R, Wang F, Tian Z, Hu K. Micro/nanoelectrode-based electrochemical methodology for single cell and organelle analysis. Nano Res. 2024;17(1):196-206.
17. 17. Hou X, Guo W, Jiang L. Biomimetic smart nanopores and nanochannels. Chem Soc Rev. 2011;40(5):2385-2401.
18. 18. Actis P, Mak AC, Pourmand N. Functionalized nanopipettes: toward label-free, single-cell biosensors. Bioanal Rev. 2010;1:177-185.
19. 19. Fan Y, Han C, Zhang B. Recent advances in development and application of nanoelectrodes. Analyst. 2016;141(19):5474-5487.