奈奎斯特图

在 电化学阻抗谱分析（EIS）过程中，需要收集大量数据，并对这些数据进行展示。一张图片胜过千言万语，因此图形表示法（如奈奎斯特图）是显示 EIS 的最佳方式。

最常用的 EIS 数据图是 Bode 图和奈奎斯特图。本文主要介绍奈奎斯特图。它以美籍瑞典电气工程师 Harry Nyquist 的名字命名，于 1932 年为电子学目的而开发。如今，它是电化学家最常用的 EIS 数据图。

奈奎斯特图的优势

该图显示阻抗的负虚部与实部的对比。与博德图相比，它有两个缺点：

1. 它不那么直观易懂。
2. 缺少频率信息。

然而，奈奎斯特图显示出的特征形状取决于阻抗的组成成分。奈奎斯特图甚至可以非常清晰地显示所研究表面的微小变化。

只要稍有经验，就能直接从奈奎斯特曲线图中读出一些参数，如溶液电阻或电荷转移电阻，即表面进行某种反应的电阻。

为了进行更精确的分析，需要进行 等效电路拟合。在这里，阻抗的影响因素由电子元件（等效电路）表示，通过将模拟数据与真实数据拟合，计算出每个影响因素的值。

应用

有些研究只关注电荷转移电阻的变化，有些则观察整个系统的变化。

第一个例子是 DNA 的无标记检测。利用 EIS，可以在奈奎斯特图中观察到互补表面结合 DNA 链的杂交，从而检测细菌、病毒等。而其他电化学技术则需要引入活性物质，从而改变 DNA 并耗费时间。

使用奈奎斯特图进行腐蚀研究

一个非常不同的应用领域是腐蚀研究。EIS 在研究涂层和油漆方面尤其受欢迎。

完美的涂层会在奈奎斯特图中呈现一条垂直线，而被水渗透的涂层则呈现半圆形，涂层下的腐蚀则呈现另一种形状。通过这种方法可以评估涂层金属的状态，并确定涂层的吸水率。

这只是其中的两个例子，还有更多的应用，例如更多的无标记检测、电池和燃料电池研究。