近日，由我司厦门乐钢材料科技有限公司创始人林昌健教授领衔的ECSTM 驱动扫描电化学工作站专题技术研讨会在我司成功举办。本次研讨会聚焦国产高端空间分辨电化学仪器的技术原理与产业应用，设备代理商、厦大师生、研发人员等到场参与了本次深度技术交流与学习。
核心技术领衔，筑牢国产仪器研发根基
本次研讨会主讲林昌健教授，是厦门大学特聘教授、博士生导师，同时也是厦门乐钢材料科技有限公司的创始人。林教授硕士与博士阶段师从我国著名物理化学家、电化学家田昭武院士，长期深耕电化学研究方法及仪器、腐蚀电化学与防护等领域，是我国腐蚀电化学及空间分辨电化学研究方向的重要学者。截至目前，林昌健教授团队已发表学术论文520余篇，获授权发明专利60余项，多项研究成果成功实现产业转化，先后斩获国家杰出青年科学基金、中国电化学杰出贡献奖等多项重磅荣誉。ECSTM 驱动扫描电化学工作站，正是团队技术成果落地的核心产品。
从宏观到微区，解锁电化学测试新维度
研讨会上，林昌健教授从行业痛点切入，系统讲解了微区电化学测量的核心价值。
传统电化学工作站仅能采集整个电极表面的综合响应，输出宏观电流、电位或阻抗的平均数据。但在实际场景中，材料表面的腐蚀与电化学反应往往具有高度不均匀性——点蚀萌生、钝化膜破损、涂层缺陷、局部离子富集等过程，通常都从微米级甚至纳米级的微小区域起始，宏观平均数据极易掩盖这些关键的早期变化。
而ECSTM 驱动扫描电化学工作站的核心价值，正是通过微型探针对材料表面进行逐点扫描，记录不同位置的电位、电流、pH值与离子浓度，最终生成高分辨率的二维分布图谱。如果说传统电化学测试回答的是"样品整体反应水平如何"，那么空间分辨电化学技术则进一步解答了"反应具体发生在何处、不同位点的反应有何差异、反应过程如何随时间演变"，为科研与产业应用提供了更精细的观测维度。
ECSTM 驱动扫描电化学工作站：国产自研的硬核技术实力
林昌健教授现场对我司自主研发的ECSTM 驱动扫描电化学工作站的技术原理进行了深度拆解。该设备创新性地将扫描隧道显微镜（STM）技术与扫描电化学微探针技术集成于同一系统，核心工作流程分为两大环节：
第一步：STM精准控距与形貌表征
当导电探针逼近样品表面时，探针与样品间会产生对距离高度敏感的隧道电流。系统通过反馈控制压电扫描器的Z向伸缩，维持隧道电流稳定，同时记录探针在不同位点的高度变化，以此还原样品表面的微观形貌。STM模式既可以实现材料表面的微纳形貌观测，更能为系统提供纳米级的探针-样品距离控制，为后续高精度微区电化学测量筑牢基础。
第二步：逐点扫描采集微区电化学信息
在精准确定探针与样品表面距离后，扫描微探针按照预设路径在X、Y、Z三维方向移动，逐点采集不同位置的电化学信号。
针对不同测试需求，系统可适配多种类型微探针：
Pt或Pt/Ir微探针用于测量表面微区电位及电流分布；
Ag/AgCl微电极用于测量氯离子浓度分布；
W/WO₃微电极用于测量氢离子浓度及pH分布。
通过扫描采集与数据重构，仪器可将肉眼不可见的局部电化学变化转化为直观的二维图像，真正实现材料表面形貌与电化学性质的原位关联分析。
在应用演示环节，我司工程师以不锈钢腐蚀测试为典型案例，现场展示了ECSTM 驱动扫描电化学工作站的实际测试效果。通过设备可同步获取样品表面的电位、电流、cl-浓度与pH分布图谱，图谱中的色彩差异直接对应不同位点的电化学响应强度，能够帮助研究人员快速识别局部活性区域，深入分析电位波动、电流增强、cl-富集与局部pH变化之间的内在关联。该测试方案可为不锈钢点蚀早期过程研究、钝化膜局部破坏分析、金属—涂层界面腐蚀表征、钢筋混凝土腐蚀监测，以及各类电极表界面反应研究提供高精度的实验数据支撑。
目前，ECSTM 驱动扫描电化学工作站已覆盖多项核心功能：
- 电极表面二维腐蚀电位分布测量
- 电极表面二维电流密度分布测量
- 电极与溶液界面一维电位、电流分布测量
- 表面pH及氯离子浓度分布测量
- 电极表面原位微纳米形貌测量
- 表面结构与电化学性质原位关联测量
- 一键式自动进针及自动化实验控制
STM空间分辨率可达10 nm以内，二维电化学空间分辨率可达5 μm以内，一维方向空间分辨率可达0.1 μm以内，充分满足材料表界面研究、局部腐蚀分析等场景下的精细化测试需求。
顶刊实证：
微区电化学成像助力铜抗氧化钝化膜研究空间分辨电化学技术的科研价值，在发表于 Nature Communications 的一项研究中得到了充分体现。华南理工大学赵云团队与武汉理工大学章嵩、彭健团队合作，提出了”阳极氧化诱导配位聚合”（anodic coordination polymerization）策略：在电化学条件下，铜基底阳极溶解释放的 Cu⁺ 与 1,4-苯二硫醇（BDT）于界面原位发生配位反应，自发生长形成总厚度约 7 nm 的双层纳米复合钝化膜——外层为约 5.2 nm 的 Cu–BDT 配位聚合物层，内层为约 1.8 nm 的 Cu₂S 过渡层。在 3.5% NaCl 溶液中，该钝化膜使铜的腐蚀电流密度降低逾三个数量级，且已成功集成卷对卷（roll-to-roll）连续化制备工艺，展现出良好的规模化应用前景。
在钝化膜性能评价环节，扫描电化学显微镜（SECM）发挥了不可替代的作用。研究人员通过微区探针扫描，定量获取了三类样品的表面粗糙度：裸铜 63.4 nm、传统自组装单分子膜 31.2 nm、Cu–BDT 钝化膜仅 9.7 nm，直观反映了膜层对表面形貌的平整化效果。微区电流成像进一步揭示了钝化效能的空间分布差异：裸铜表面呈现大面积阳极活性区，自组装膜仍存在局部腐蚀电流热点，而 Cu–BDT 钝化膜表面几乎无可检测的电化学活性信号，表明阳极溶解反应被全面抑制。
上述微区尺度的实验证据，与宏观 Tafel 极化测试（腐蚀电流密度从 9.7 × 10⁻⁶ 降至 9.5 × 10⁻⁹ A/cm²）及电化学阻抗谱（EIS）分析相互印证，共同构建了从”宏观统计平均”到”微区空间分辨”的完整评价链条。ECSTM 驱动扫描电化学工作站所具备的微区电位/电流分布测量与形貌原位关联能力，正是支撑此类顶刊级腐蚀与界面反应研究的核心技术手段。
深化产业链协同，共推国产仪器高质量发展
本次研讨会既实现了技术成果的深度分享，也为我司与产业链合作伙伴搭建了高效沟通桥梁。设备代理商江苏然艾科技团队表示，通过系统学习，对设备的硬件架构、探针原理、测试流程及应用边界有了更全面的认知，后续将为高校、科研院所及企业研发团队提供更专业的设备选型咨询与技术服务。学生代表表示，本次学习收获满满，把该技术应用到正在研究的课题中，对课题会有很大帮助。
作为国内空间分辨电化学领域的国产仪器自主研发企业，厦门乐钢材料科技有限公司依托林昌健教授团队的核心技术积累，始终扎根国产高端科学仪器赛道。未来，我司将持续深化与高校、科研院所及产业链伙伴的交流协作，不断推进先进电化学仪器的技术迭代与成果转化，为材料腐蚀、界面反应等领域的科研创新与产业升级提供更可靠的技术支撑。
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延伸阅读：林昌健教授团队核心成果一览
- 研究领域：电化学研究方法及仪器、腐蚀电化学与防护、材料电化学、生物材料表面以及能源与环境纳米材料等
- 学术成果：发表学术论文520余篇，获授权发明专利60余项，多项研究成果成功实现产业转化
- 荣誉奖项：国家杰出青年科学基金、中国电化学杰出贡献奖、中国腐蚀电化学及测试方法杰出成就奖
- 扫描电化学仪器研发获奖：
- "STM辅助微区腐蚀电化学工作站"获2014年中国腐蚀与防护学会技术发明一等奖
- "空间分辨腐蚀电化学仪器方法及应用"获2017年福建省科学技术发明奖二等奖
- "扫描隧道显微镜和扫描微电极联用测量系统及其测量技术"获国家发明专利授权
以上成果有力推动了我国空间分辨腐蚀电化学研究方法升级与国产科学仪器自主化发展。
