Die Rastertropfenzelle (Scanning Droplet Cell, SDC) ist eine elektrochemische Methode zur ortsaufgelösten Charakterisierung von Oberflächen. Sie basiert auf einer miniaturisierten mobilen Messzelle, bei der die komplette Drei-Elektroden-Anordnung innerhalb eines kleinen Elektrolytreservoirs integriert ist. Im Gegensatz zu konventionellen elektrochemischen Messungen muss die Probe dabei nicht vollständig in den Elektrolyten eingetaucht werden. Stattdessen wird die Messzelle lokal auf der Probenoberfläche gebildet. Die Probe dient als Arbeitselektrode, während Referenzelektrode, Gegenelektrode und Elektrolyt im SDC-Kopf integriert sind.
Bei der Sensolytics SDC wird die elektrochemische Messzelle durch den kontrollierten Kontakt einer PTFE-Spitze mit der Probenoberfläche erzeugt. Ein integrierter Kraftsensor regelt die Anpresskraft (typischerweise 400–500 mN) und gewährleistet eine reproduzierbare Abdichtung zwischen Spitze und Probe. Dadurch wird der Elektrolyt auf einen exakt definierten Messbereich begrenzt. Dieses Messprinzip ermöglicht zuverlässige und reproduzierbare Untersuchungen auch auf Oberflächen, bei denen Benetzbarkeit oder Porosität die Ausbildung einer freien Elektrolytmeniskus beeinträchtigen würden.
Während der Messung bildet der eingeschlossene Elektrolyt eine lokale Drei-Elektroden-Messzelle, deren Durchmesser durch die Öffnung der SDC-Spitze bestimmt wird und je nach Spitzengeometrie von wenigen Mikrometern bis in den Millimeterbereich reicht. Dadurch können an frei definierbaren Positionen unterschiedlichste elektrochemische Methoden durchgeführt werden, darunter zyklische Voltammetrie, elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), Polarisationsmessungen, Chronoamperometrie sowie benutzerdefinierte Messsequenzen.
Nach jeder Messung wird der Elektrolyt automatisch in den SDC-Körper zurückgepumpt. Anschließend hebt sich der SDC-Kopf von der Probenoberfläche ab und fährt zur nächsten definierten Messposition. Vor Beginn der folgenden Messung wird die Spitze automatisch mit frischem Elektrolyten gespült und neu befüllt. Dadurch erfolgen sämtliche Messungen unter identischen Bedingungen, während gleichzeitig Kreuzkontaminationen zwischen den einzelnen Messpunkten zuverlässig vermieden werden.
Durch die automatisierte Wiederholung dieses Ablaufs über ein frei definierbares Messraster können ortsaufgelöste elektrochemische Karten erstellt oder stationäre Einzelmessungen an ausgewählten Positionen durchgeführt werden. Auf diese Weise lassen sich lokale Unterschiede der elektrochemischen Eigenschaften heterogener Materialien direkt miteinander vergleichen, ohne die übrige Probenoberfläche zu beeinflussen.
