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これまでの表面電位測定技術の歴史を紐解くと、研究者たちは常に大きなジレンマに直面してきた。ケルビンプローブフォース顕微鏡（KPFM）に代表される走査型プローブ顕微鏡技術は、探針と試料間の静電気力を利用して表面電位を測定する。真空中や大気中であれば、ナノメートル単位の極めて高い空間分解能で物質表面の仕事関数や電位分布をマッピングすることが可能である。ところが、光触媒による水分解反応が実際に進行している「液中」かつ「光照射下」というオペランド環境にKPFMを適用しようとすると、致命的な問題が生じる。水という極性溶媒の高い誘電率や、電解液中を絶えず漂うイオン（電解質）によって形成される電気二重層が巨大な静電的シールドやノイズとなり、探針がナノスケールの微小な局所電位の変動を正確に捉えることは事実上不可能であった。