이 논문에서는 시간대전류법(Chronoamperometry)과 초미세전극(Ultramicroelectrode)을 사용하여 단일 엔티티 전기화학(Single-Entity Electrochemistry)에 대한 세 가지 연구를 제한다.
첫 번째 연구에서는 다양한 개체들의 SEE 충돌 및 검출법에 대한 일반적인 연구 결과들을 검토하였다. 일반적으로 목표 단일 개체는 솔루션 상태에서 검출되며, 탐지의 핵심 도구 역할을 하는 디스크 전극은 용액에 담겨져 있다. CA 법으로 탐지하는 동안, 개별 입자들은 용액속에서 자유 확산 또는 전극의 전기장에 의해 이동(migration)하며, UME 표면에서 충돌할 때에 전류 변화의 결과로 이벤트를 모니터링하게 된다. 확률적 충돌 이벤트가 발생할 때 개별 입자들은 계면에서 전류를 전도, 막음, 화학 반응, 촉매 작용의 과정을 통해 신호가 발생한다. 개별 충돌 이벤트의 결과로 인해 기준 전류로부터 전류 수치의 상승 또는 감소를 관찰할 수 있으며, 그 형태는 일반적으로 스파이크 모양 또는 계단형태의 모양으로 전류 대 시간(i-t) 그래프에 기록된다. SEE 문헌에서는 고체 나노 입자(탄소 물질과 유기물/플라스틱 구슬 포함)부터 액체 입자(미셀, 에멀젼 방울, 리포좀), 생체 물질(세포, 박테리아, 바이러스, 소포체, 단백질/DNA/효소)에 이르기까지 다양한 입자들이 조사되었다. 충돌 과정과 충돌된 개체의 특성/속성과 관련된 다양한 정보는 i-t 데이터의 정성 및 정량적 분석(예를 들어, 개체 농도, 크기, 충돌 프로세스 메커니즘, 동역학, 열역학 등)에서 얻을 수 있다.
두 번째 연구는 불활성 C-UME 표면에서, Pd2+ 전구체를 포함하는 수용성 에멀젼 방울을 사용하여 모노메탈성 Pd 나노촉매를 합성하기 위해 SEE 방법을 적용한 연구이다. 전극에 충분한 전위가 인가되면서 CA 가 측정되는 동안 개별 에멀젼 방울의 충돌로 Pd2+ 의 환원이 발생하고, 결과적으로 Pd 나노촉매가 UME 표면에 증착된다. HCOOH 산화를 위한 촉매로 사용하기 위해 합성된 Pd 나노 촉매의 활성을 자세히 연구하였다. 그 결과, 합성된 Pd 나노촉매는 크기가 50 nm 미만이었고, HCOOH 산화에 대한 촉매 활성은 10 A mg(Pd)-1 이상이었다. 이 연구에서, SEE 충돌법을 이용하여 금속 나노 촉매의 합성을 진행할 경우, 합성과 동시에 분석이 가능한 새로운 모델을 성공적으로 제시할 수 있었다. 이 연구는 Pd 나노 촉매 외에, 다른 금속들의 제어 가능한 합성에 적용될 수 있다.
세 번째 연구는 용액에서 π-conjugated 고분자 전해질(Conjugated polyelectrolyte) 클러스터/입자들을 감지하기 위해 SEE 검출 방법을 사용한 예이다. CPE 클러스터가 전기적으로 불활성을 띄는 UME 표면과 충돌할 때 CPE 사슬은 전기화학적으로 산화된다. 이때 백본에 여러 폴라론(polaron)활성 자리가 나타나 용액 단계에서 산화환원 종의 전극 반응 속도를 극적으로 가속화할 수 있습니다. 따라서 개별 고분자 전해질의 충돌 사건은 i-t 곡선에서 전류 증가 신호를 유발합니다. i-t 데이터를 처리함으로써 측정 중인 CPE 샘플의의 특성을 일부 확인할 수 있습니다.예를 들어, 다분산 샘플에서 크기가 다른 고분자 개체의 비율은 동적 광산란(DLS) 등과 같은 앙상블 방법으로는 얻을 수 없지만, SEE 방법으로는 측정이 가능하다. 이 CPE 연구에서 제안한 내용은 기존의 고분자 물질의 분석 연구에서 제시하지 못한 단일 입자 충돌 거동을 잘 설명하고 있다. 지금까지, 연구들을 통해 기존 SEE 에서 진행된 연구들보다 더 확장된 개념의 SEE 연구를 진행하고, 단일 에멀젼 나노 촉매 합성, 단일 고분자 전해질 검출 실험을 이용하여 이 학위 논문에서 제시한 연구들이 실현 가능하였음을 증명하였다.