در بخش نخست این تحقیق، از الکترود خمیرکربن اصلاح شده با سیلیکاژل برای اندازه گیری انتخابی انسولین استفاده شده است. نتایج تجربی نشان دهنده افزایش جریان دماغه اکسایش انسولین در نتیجه جذب انسولین در سطح الکترود اصلاح شده می باشد. بنابراین، الکترود اصلاح شده به عنوان حسگر الکتروشیمیایی در روش های ولتامتری عاری سازی جذبی پالس تفاضلی و آمپرومتری مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر پارامترهای مختلف تجربی بر روی پاسخ ولتامتری عاری سازی جذبی انسولین مورد بررسی قرار گرفت. تحت شرایط بهینه، منحنی تنطیم انسولین با استفاده از آمپرومتری در محدوده 90 تا1530 پیکو مولار خطی می باشد. حساسیت و حد تشخیص روش پیشنهادی به ترتیب pa/pm 107 و 36 پیکو مولار محاسبه شد. از مزایای الکترود پیشنهادی می توان به روش تهیه ساده, استفاده از مواد ارزان قیمت ، تکرارپذیری مناسب، پایداری شیمیایی و مکانیکی خوب و تجدید پذیری آسان سطح اشاره کرد, گزینش-پذیری مناسب الکترود اصلاح شده با سیلیکاژل, برای اندازه گیری انسولین در حضور آمینو اسیدهای سولفوردار از جمله سیستئین و سیستین و گلوتاتیون مهم ترین مزیت الکترود اصلاح شده می باشد. در بخش دوم، روش ساده و قابل اعتمادی با استفاه از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با سیلیکاژل برای تعیین آدنین و گوانین پیشنهاد شده است. نتایج تجربی نشان داد که جریان دماغه اکسایش آدنین و گوانین بر روی الکترود اصلاح شده همراه با افزایش جریان و کاهش اضافه ولتاژ در مقایسه با الکترود خمیر اصلاح نشده می باشد. اثر پارامترهای تجربی مختلف از جملهph ، ترکیب در صد اصلاح کننده, زمان و پتانسیل پیش تغلیظ و همچنین سرعت پیمایش پتانسیل روی پاسخ الکتروشیمیایی گوانین و آدنین بررسی شد. تحت شرایط بهینه ی تجربی، جریان دماغه اکسایش گوانین با غلظت گوانین در محدوده ی 20 تا 1000 نانومولار و 1 تا 50 میکرومولار رابطه خطی دارد و حد تشخیص روش پس از 200 ثانیه پیش تغلیظ در پتانسیل 45/0 ولت 8 نانومولار محاسبه شد. منحنی تنظیم آدنین در محدوده 60 تا 2200 نانومولار و 2/2 تا60 میکرو مولار خطی می باشد و حد تشخیص روش بعد از 120 ثانیه پیش تغلیظ در پتانسیل 55/0 ولت 4 نانومولار محاسبه شد. امکان اندازه گیری آدنین و گوانین در حضور یکدیگر نیز بررسی شد.

در بخش اول ترکیبات گلوکز و آب اکسیژنه توسط حدواسط¬های مس، و کبالت اکسید با استفاده از مکانیسم الکتروکاتالیستی آنالیز شدند. پس از بهینه¬سازی الکترودها رفتار الکتروکاتالیستی حدواسط نانوذرات مس تثبیت شده بستر گرافیتی و نانولوله کربنی، در اندازه¬گیری الکتروشیمیایی اکسایش گلوکز و کاهش آب اکسیژنه، مورد استقاده قرار گرفت. در ادامه پس از تثبیت نانوذرات کبالت اکسید روی سطح گرافن اکسید و شناسایی به کمک روش¬های پراش پرتوایکس، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی پیمایشی کاربرد آن در اندازه¬گیری الکترو الکتروکاتالیستی اکسایش آب اکسیژنه مورد مطالعه قرار گرفت. پیل¬های سوختی به دلیل تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی در سال¬های اخیر بسیار مورد توجه بوده¬اند. از میان انواع مختلف، پیل سوختی متانولی و فرمیک اسیدی مستقیم به عنوان گزینه¬ای مناسب جهت تولید انرژی در وسایل الکترونیکی قابل حمل، سهم قابل توجهی از تحقیقات پیل سوختی را به خود اختصاص داده است. اگرچه در حال حاضر پلاتین و پالادیم متداول¬ترین کاتالیست¬ها به ترتیب در پیل¬های سوختی متانولی و فرمیک اسیدی مستقیم¬اند، اما قیمت بالای آنها یکی از موانع جدی در راه تجاری سازی این نوع پیل¬ها به شمار می رود. ازاین رو، در بخش دوم این رساله ارائه راه کارهایی در جهت افزایش بهره¬وری کاتالیست¬های پلاتین و پالادیم به منظور کاهش مقدار مصرفی آن و در نتیجه کاهش قیمت پیل سوختی متانولی و فرمیک اسیدی مستقیم می¬باشد. به این منظور گرافن اکسید توسط ترکیب 4-آمینوتیوفنول عامل¬دار و پس از شناسایی، نانوذرات پلاتین روی آن تثبیت شد. پس از شناسایی نانوکاتالیست¬ تهیه شده توسط روش¬های پراش پرتو ایکس، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی پیمایشی، تصویربرداری نیروی اتمی و همچنین روش¬های الکتروشیمیایی، کاربرد آن در اکسایش متانول بررسی شد. در ادامه نانوذرات مس (i) روی بسترعامل¬دار گرافنی تثبیت و پس از شناسایی با روش¬های مختلف طی یک فرایند جابه¬جایی خودبه¬خود نانوذرات مس با پالادیم جابه¬جا می¬شوند، سپس رفتار نانوکاتالیست تهیه شده در فرایند اکسایش فرمیک اسید بررسی شد. علاوه بر این نانوساختار دو فلزی پلاتین- پالادیم روی بستر سیلیکونی تهیه و پس از شناسایی آن کاربرد آن در اکسایش متانول مورد ارزیابی قرار گرفت، همچنین نقش گرافن به عنوان بستر این نانوساختار بررسی شد. در بخش آخر این رساله با توجه به این¬که هیدروژن فراوانترین عنصر موجود در طبیعت است و به دلیل داشتن ویژگی¬هایی چون تجدیدپذیری، قابلیت ذخیره شدن، امکان حمل ونقل و نیز غیرآلاینده بودن، جایگزین مناسبی برای سوخت¬های فسیلی که زوال¬پذیر و مخرب زیست محیط می¬باشند، محسوب می¬شود. کاربرد هیدروژن در پیل¬های سوختی که بخش عمده¬ای از تحقیقات الکتروشیمیایی را به خود معطوف داشته، بسیار حائز اهمیت می¬باشد .هیدروژن موجود در طبیعت به فرم ترکیبی است و باید با استفاده از روش¬های مختلف گاز هیدروژن آزادسازی گردد. در حال حاضر از بهترین کاتالیست¬ها برای انجام واکنش آزادسازی گاز هیدروژن پلاتین و یا آلیاژهایی از پلاتین می¬باشد، ولی اغلب محدودیت در فراهم ساختن پلاتین محدودیت¬هایی در کاربرد آن ایجاد می¬کند. بنابراین تحقیقات وسیعی به توسعه¬ی الکتروکاتالیست¬ها و افزایش فعالیت آنها وکاهش مقدار مصرفی پلاتین، اختصاص داده شده است. در کارهای پژوهشی انجام شده در این بخش به منظور کاهش مصرف پلاتین و افزایش خاصیت الکتروکاتالیزوری در واکنش تولید هیدروژن نانوذرات دو فلزیpt ،pt-pd ، pt-rh ، pt-ru تثبیت شده روی پودر سیلیکون متخلخل سنتز شده و پس از شناسایی آنها درواکنش آزادسازی هیدروژن به کار گرفته شد، علاوه بر این نقش گرافن به عنوان بستر این دسته الکتروکاتالیست¬ها بررسی شد. در ادامه تلاش در جهت حذف پلاتین و استفاده از نانوذراتی از قبیل روتنیم، نیکل و آلومینیم تثبیت شده روی گرافن اکسید احیا شده به عنوان جایگزین پلاتین در واکنش آزادسازی هیدروژن مورد استفاده قرار گرفت .