气相悬浮制备的坚韧纳米线片材
材料科学
2020-12-01 v1
摘要
将纳米结构构筑基元组装成网络材料可解锁块体固体无法获得的宏观特性，尤其是韧性和对电化学合金化的耐受性。本文报道了一种大规模连续合成悬浮于气相中的硅纳米线（SiNWs）并将其直接组装成宏观片材的方法。通过采用金纳米颗粒气溶胶的浮动催化剂化学气相沉积进行 SiNWs 的气相生长，消除了对衬底的需求，使生长速率提高 500 倍，达到 1.4 m s，并产生极长的 SiNWs。高长径比（>210）与气相中 SiNWs 高浓度（1.5 x 10^7 cm）相结合，使得仅由连通的 SiNWs 构成的宏观固体得以形成，例如自支撑片材和连续米级 SiNW 带。小直径 SiNWs（<25 nm）的片材样品兼具非凡的弯曲柔韧性、约 3% 的拉伸延展性，以及比硅基负极高 50 倍以上的韧性（断裂能 0.18 0.1 J g）。该合成与组装工艺应几乎适用于任何可通过热化学方法制备的一维无机纳米材料。
引用
@article{arxiv.2011.14942,
title = {Tough sheets of nanowires produced floating in the gas phase},
author = {Richard S. Schäufele and Miguel Vazquez-Pufleau and Juan J. Vilatela},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.14942},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 4 figure, 1 table