面對單實體電化學這項公認的高門檻領域，一位科研“小白”要如何起步？東華大學材料科學與工程學院碩士生陳子龍的故事給出了精彩答案：從對SECCM技術一無所知，到嫻熟運用HEKA ELP-1掃描電化學探針顯微鏡系統破解納米催化奧秘，最終以第一作者身份在頂級期刊《Nano Letters》發表重要成果《MOF Derived Phosphide Nanocubes with Internal Heterojunction: A Study Powered by Single Entity Electrochemistry》。

他的成長軌跡，生動詮釋了先進儀器設備、系統化的專業技術支持（HEKA）與開放高效的科研平臺（先進纖維材料全國重點實驗室）如何協同發力，將看似遙不可及的技術壁壘轉化為攀登科研高峰的階梯。本期專訪，我們走進陳子龍的科研逆襲之旅，揭秘頂級成果背后的支持力量。

東華大學陳子龍同學

以下為HBio哈佛生物與東華大學陳子龍同學（材料學院黃中杰教授團隊）對話（經編輯）：

研究突破：單顆粒電化學點亮MOF異質結催化“黑箱”

  HBio | HEKA  

首先恭喜您的研究成果在《Nano Letters》發表！能否簡要介紹一下這項研究的主要內容？

  東華大學 | 陳子龍  

謝謝！我們這項研究的核心是將掃描微電化學池顯微鏡技術（SECCM）應用到單實體電化學領域中，對精心設計的金屬有機框架（MOF）衍生納米顆粒進行單顆粒級別的精確表征。具體來說，我們開發了一種“MOF on MOF”合成策略，可控合成了普魯士藍類似物前驅體，并通過磷化過程，成功制備了具有鐵摻雜的磷化鈷/磷化二鈷（CoP/Co?P）異質結的空心納米立方體。

最關鍵的一步是使用HEKA ELP-1系統的SECCM功能，直接對單個納米立方體進行高精度電化學測試。這使我們能夠直接建立催化活性（如析氫反應活性）與單個顆粒的尺寸、組成之間的定量關聯。結合密度泛函理論（DFT）計算，我們揭示了這種異質結結構能有效增強電子導電性、優化自旋密度并形成內建電場，從而顯著提升催化性能。這項工作為設計下一代高效納米電催化劑提供了重要的實驗依據和理論指導。

CoFe-P 納米立方體（NCs）的 SECCM 電化學分析（摘自文章Figure2）

技術破壁：從“零基礎”到駕馭HEKA ELP-1 SECCM的實戰心得

  HBio | HEKA  

SECCM技術門檻很高，作為最初接觸這項技術的“新手”，您是如何克服困難，最終熟練掌握HEKA ELP-1系統并完成這次的研究的？

  東華大學 | 陳子龍  

SECCM技術是實現單顆粒表征的核心。我們的實驗流程大致是：將合成的納米立方體（尺寸約300-400 nm）超聲分散在乙醇溶液中，然后滴涂到經過精細打磨拋光的玻碳電極表面，并通過掃描電鏡（SEM）確認顆粒分散均勻無團聚。

這項技術對操作細節和環境控制的要求極其苛刻，噪音、濕度、探針狀態…每一個環節都可能讓實驗功虧一簣。

東華大學陳子龍同學

· 專業培訓打下基礎

HEKA工程師提供的系統化入門培訓，幫我快速理解了ELP-1的原理、硬件構成和軟件操作，避開了盲目摸索的彎路。他們講解的噪音來源與控制、液滴穩定性原理等內容，是后續實踐的基石。

· “救命”的實戰技巧

1. 環境溫濕度控制

我們的測試在恒溫恒濕實驗室進行，這提供了基礎保障。但在上海這種濕度隨季節變化大的地區，仍需精細調節。HEKA工程師傳授了一個非常實用的技巧——使用“濕紙巾環”來快速、有效地局部增加探針區域的濕度，這對穩定液滴和降低噪音非常有效。必要時（如特別干燥季節）會開啟加濕器。

2. 探針制備與檢查

每次實驗前，我們都會嚴格遵循操作規范：拉制硼硅酸鹽玻璃毛細管探針后（尖端直徑約1-2 μm），首先在光學顯微鏡下檢查探針是否完好無損；灌入電解液（我們常用0.5 mol/L H?SO?，其尖端結晶相對緩慢）后，再次鏡下確認尖端無氣泡。

3.  噪音控制

SECCM實驗測量的電流通常在納安（nA）甚至皮安（pA）級別，噪音控制是成功的關鍵。我們采取了系統性降噪措施：一方面積極采納HEKA工程師的專業建議，另一方面管理教師（許佳麗）專程前往資深用戶（如東華大學化學與化工學院陳前進教授課題組）進行實地調研與經驗交流。通過不斷發現并解決問題，我們總結并實施了以下有效方案：

• 使用儀器配套的屏蔽網覆蓋主體部分，有效屏蔽電磁干擾

• 盡量減少測試期間的人員流動和大型電子設備干擾

• 在上述良好環境下，我們的系統本底噪音（peak-peak）通常能控制在100-200 飛安（fA） 的優異水平，這對于檢測單顆粒的微觀信號至關重要

4.  測試策略

根據實驗需求規劃掃描區域和矩陣。我們一般安排在白天進行測試（通常持續6-8小時），很少過夜操作，以確保實驗過程可控和安全。

選擇HEKA：破壁者的專業后盾

  HBio | HEKA  

在眾多電化學設備中，您為什么選擇了HEKA，特別是ELP-1系統？它在您的研究中提供了哪些關鍵的支持？

  東華大學 | 陳子龍  

選擇HEKA ELP-1系統是基于其在微觀掃描電化學領域的專業領導地位（尤其是SECCM技術）和卓越的系統性支持。 HEKA是該領域頂尖的專業設備供應商，ELP-1系統是專為高精度、低噪音的納米級掃描電化學測量實驗而設計商業化平臺，其硬件性能和軟件功能都高度契合我們的單實體電化學研究需求。

HEKA ELP-1掃描電化學探針顯微鏡系統

更重要的是，HEKA提供的不僅僅是設備，而是強大的技術后盾：

• 專業的售前咨詢與技術指導： 幫助我們理解系統原理和應用潛力

• 系統的安裝調試與操作培訓： 確保我們能夠快速上手

• 持續、高效的售后服務與技術支持： 在實驗過程中遇到任何問題（如前面提到的濕度控制技巧、噪音排查等），HEKA的技術支持團隊（特別感謝Frank Wang博士和Jessie Wang工程師）總能提供及時、專業、細致的解答和遠程/現場協助。這種系統化、專業化的支持體系，極大地降低了我們學習和掌握這項前沿技術的門檻，是實驗成功不可或缺的保障

從左至右：東華大學儀器管理許佳麗老師、東華大學陳子龍同學、HEKA技術專家Jessie Wang

平臺賦能：在開放共享中成長的助管

  HBio | HEKA  

據了解，這臺HEKA ELP-1系統安裝在東華大學先進纖維材料全國重點實驗室——儀器設備公共平臺，作為平臺助管，您能否介紹一下這臺儀器日常是如何管理和運行的？如何讓更多師生受益？

  東華大學 | 陳子龍  

是的，這臺HEKA ELP-1掃描電化學探針顯微鏡系統是先進纖維材料全國重點實驗室——儀器設備公共平臺重要的開放共享設備之一。平臺的管理理念是最大化儀器的使用效益，服務于全校乃至更廣泛的研究群體，而非局限于某個課題組。

• 多級管理模式： 為保障儀器高效、規范運行，平臺建立了由專業管理教師（許佳麗老師）、責任教授（黃中杰教授）以及助管同學（陳子龍）構成的三級管理體系，職責清晰，系統運作。專業管理教師負責儀器總體管理、日常維護、用戶培訓等；責任教授提供技術支持，提高儀器使用效能；助管同學協助專業管理教師完成基礎操作指導、培訓等。

• 嚴格的準入培訓與考核： 為確保儀器科學、規范、安全地使用，平臺實施嚴格的準入及培訓考核制度。 用戶必須接受由平臺管理教師或資深用戶（如我作為助管）的系統操作培訓，并通過相應的理論和實操考核，才能獲得獨立操作資格。這套機制有效保障了用戶具備規范的操作能力。

• 平臺助管的角色： 作為平臺助管，我的主要職責包括協助管理教師進行日常維護、為新上手的同學提供初步的操作指導、解答常見問題、監督設備使用規范等。目標是幫助使用者順利、高效地開展實驗

• 積極推廣與宣傳： 為了提升儀器的知名度和使用率，平臺定期組織專題講座和技術培訓，向全校師生介紹掃描電化學探針顯微鏡技術原理、應用案例以及ELP-1系統的功能與操作。我們致力于讓更多有需求的課題組了解并利用好這臺先進的設備

成長之路：每周的“魔鬼訓練”與頂刊收獲

  HBio | HEKA  

從研究生入學“零基礎”接觸，到成為平臺助管并發表頂刊，這段經歷帶給您什么？

  東華大學 | 陳子龍  

這段經歷堪稱“從入門到精通”的速成。研一在黃中杰教授指導下確定課題方向后，我就一頭扎進了單實體電化學的世界。初期面對ELP-1這樣精密的系統以及SECCM技術，確實感到畏懼。但通過密集的理論學習+ HEKA的強力支持+ 高頻次的上機實踐（有時每周使用3-4次，每次操作6-8小時）。此外，在SECCM探針制備方面，也特別感謝化學與化工學院陳前進教授課題組提供的實驗設備支持。這些幫助和經驗，都讓我對SECCM的理解和操作能力實現了質的飛躍。

這臺儀器幾乎成了我實驗室的“第二個工位”。能最終在《Nano Letters》上發表工作，是對這段從“技術小白”開始持續努力和專業支持共同作用的最好肯定。