一種Si-Mn-O玻璃態物質中控制Si-Mn形核、生長的動力學方法,實現了毫米級長度的Mn5Si3 @SiO2柔性納米電纜(圖1)。單根納米線中,不論殼層厚度、還是電芯尺寸均表現出令人吃驚的均勻性(尺寸波動<4%),同時展現出極好的柔性與自支撐特性,不同彎曲程度下電阻幾乎沒有任何變化。統計電阻率數值為1.28 - 3.84×10-6 Ωm,最大耐受電流為1.22 - 3.54×107 A cm-2,分別為同等測試條件下同等尺寸銀納米線的10倍與1/3。這樣一根導線在300℃的溫度下,24小時的測試時間內,電阻率保持不變,證明其能夠長時間在高溫環境中正常工作。
在1 mol/L的HCl溶液中模擬強酸性環境,發現I-V特性幾乎和空氣環境中一致;在較長的一段時間內,原位監測導線在溶液中的電學特性變化,發現性能并無衰退。進一步,在溶液中外加矩形波電場,模擬復雜的外部干擾信號,導線僅由于電容效應發生十分微小的電阻變化。另外,同樣考察了其耐氧化特性,放在30%雙氧水溶液中20小時,電阻未發生明顯變化。上述實驗數據充分證明所設計的復合納米電纜能夠在高溫、酸性及強氧化性等極端環境下正常工作,同時能夠抵抗復雜的電場信號干擾。
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