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2019-09-12
9月9日，《物理评论快报》（Phys Rev Lett）作为主编推荐论文(Editors’Suggestion)在线发表了中国科学院国家纳米科学中心研究员张忠、刘璐琪在二维材料力学性能研究领域的最新工作，题为《多层范德华材料的弯曲》（Bending of Multilayer van der Waals Materials）。
二维材料原子级厚度、低的面外刚度特征极其容易发生面外失稳，产生褶皱、鼓泡、圆筒卷以及折叠等微结构。这些面外变形与二维材料自身弯曲刚度大小密切相关。受测试技术及纳米尺度样品操纵技术的制约，一直以来二维材料弯曲刚度实验测量是一个技术挑战。因此，研究人员一直沿用经典薄板理论中弯曲刚度(D)与弹性模量(E)、厚度(t3)的关系来估计材料的弯曲刚度大小。张忠、刘璐琪与美国德克萨斯州奥斯丁分校教授黄瑞、清华大学教授徐志平合作，发展了普适性测量少层二维材料弯曲刚度的微孔鼓泡实验技术，实现了少层石墨烯(Graphene)、六方氮化硼（hBN）、二硫化钼（MoS2）等三种材料弯曲刚度的直接实验测量。研究结果表明，由于二维材料层间存在剪切、滑移变形，导致材料弯曲刚度远低于经典薄板D-E理论预测。受层间范德华作用力大小及二维材料原子结构特征共同影响，虽然三种材料弹性模量E表现出 (MoS2<>
研究团队于2017年报道了利用微孔鼓泡实验技术在国际上“首次”实验测量了双层石墨烯的界面剪切强度（Phys Rev Lett 119 (2017) 036101），本工作是在相关研究基础上的延伸和拓展。
国家纳米中心联合培养研究生汪国睿、戴兆贺和中心硕士研究生肖俊凯为该论文共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委和中科院先导B项目等的共同资助。
二维材料力学性能研究取得新进展
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