Galvaniseren, of elektrodepositie, is een van de belangrijkste processen in de chemie, waarin een metaalkation in oplossing kan worden gereduceerd tot zijn elementaire vorm door een elektrische potentiaal op een elektrode aan te leggen.

Hierdoor kunnen elektrische contacten in geïntegreerde schakelingen met nanometrische precisie worden gemaakt.

Ondanks tientallen jaren van wereldwijd onderzoek, het visualiseren van de vroege stadia van elektrodepositie - de vorming van de eerste kern - blijft een enorme uitdaging.

Een samenwerking waarbij de Schools of Chemistry van de University of Bristol betrokken zijn, Physics en het Bristol Centre for Functional Nanomaterials CDT hebben een geheel nieuwe benadering bedacht om het proces dat leidt tot de geboorte van een kern in realtime te volgen.

Schrijven in het journaal Natuurcommunicatie , het team laat zien hoe het detecteren van zeer kleine lokale verstoring van de waterstructuur nabij het oppervlak, de complexe dynamiek van vroege stadia van elektrodepositie kan worden gevolgd.

David Fermin, Hoogleraar elektrochemie en hoofdauteur van het werk, zei:"Dit is een zeer opwindende ontwikkeling die de grenzen verlegt van de ruimtelijke en temporele resolutie van elektrochemische processen.

"Er zijn zeer geavanceerde methoden die het mogelijk maken om fenomenen op atomaire schaal te volgen, maar de dynamiek van het proces in gevaar brengt, terwijl andere methoden een zeer snelle dynamiek kunnen volgen, maar we kunnen niet 'zien' waar ze in de ruimte plaatsvinden."

Gebruikmakend van laterale moleculaire krachtmicroscopie, ontwikkeld door het team van professor Mervyn Miles aan de School of Physics, het team was in staat om de vorming van een metalen kern te herkennen door verstoringen van visco-elastische eigenschappen van hydratatielagen te volgen met een resolutie van nanometers.

Deze microscoop detecteert kleine veranderingen in de oscillatie van een zeer scherpe punt als gevolg van de pure kracht die wordt geïntroduceerd door waterlagen.

Het fascinerende van deze aanpak is dat we in realtime zeer subtiele veranderingen in de structuur van water kunnen detecteren.

Volgens professor Fermin, dit is slechts een voorbeeld (en een zeer uitdagende) van de nieuwe wetenschap die deze unieke microscoop kan onthullen op gebieden zoals grensvlakelektrochemie en katalyse voor energie.