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La spettroscopia dielettrica (parte della più generica spettroscopia di impedenza) è una tecnica di misura delle proprietà dielettriche di un mezzo materiale, in funzione della frequenza.[2][3][4][5] Tale tecnica si basa sull'interazione di un campo esterno con il momento di dipolo elettrico del campione, spesso espresso dalla permittività.
È altresì un metodo sperimentale per la caratterizzazione dei sistemi elettrochimici e prende per questo il nome, talvolta, di spettroscopia di impedenza elettrochimica (nota con l'acronimo inglese EIS, Electrochemical Impedance Spectroscopy). La tecnica consiste nel misurare l'impedenza di un sistema in un ampio intervallo di frequenze e quindi la risposta del sistema a queste frequenze differenti. Il responso valutato riguarda sia l'accumulo di energia sia le proprietà dissipative. I risultati di questa analisi vengono espressi mediante un diagramma di Bode o un diagramma di Nyquist.
L'impedenza è la tendenza di una sostanza ad opporsi al passaggio di corrente alternata (AC) in un sistema complesso, costituito sia da resistori che da capacità. Se il sistema è puramente resistivo, allora l'opposizione alla corrente alternata o alla corrente continua (DC) è semplicemente la resistenza del circuito
Pressoché ogni sistema chimico-fisico, come una cella elettrochimica o persino un tessuto biologico, possiede proprietà di accumulo di energia e sua dissipazione, oggetto di analisi della EIS.
Nell'ultimo decennio la EIS si è sviluppata notevolmente per essere applicata in vari ambiti di ricerca scientifica, quali i test per le celle a combustibile, la caratterizzazione di microstrutture o la progettazione di sensori chimici. Spesso la EIS rivela informazioni riguardo al meccanismo di reazione di un processo elettrochimico, dato che determinati passaggi predominano quando si lavora ad una certa frequenza. Inoltre il responso finale graficato tramite EIS può aiutare ad identificare quale sia lo stadio cineticamente determinante (rate determining step, RDS).
- ^ From the Dielectric spectroscopy (archiviato dall'url originale il 7 marzo 2001). page of the research group of Dr. Kenneth A. Mauritz (archiviato dall'url originale l'8 luglio 2001)..
- ^ Kremer F., Schonhals A., Luck W. Broadband Dielectric Spectroscopy. – Springer-Verlag, 2002.
- ^ Sidorovich A. M., Dielectric Spectrum of Water. – Ukrainian Physical Journal, 1984, vol. 29, No 8, p. 1175-1181 (In Russian).
- ^ Hippel A. R. Dielectrics and Waves. – N. Y.: John Willey & Sons, 1954.
- ^ Volkov A. A., Prokhorov A. S., Broadband Dielectric Spectroscopy of Solids.. – Radiophysics and Quantum Electronics, 2003, vol. 46, Issue 8, p. 657–665.