Исследовательская команда нашего университета выявила механическую анизотропию в двумерном атомном слое селена

10/12/2021

Недавно доцент Ван Чао и профессор Хэ Сяодун из механического факультета Института астронавтики использовали ведущую в мире технологию механических измерений на месте (in-situ), чтобы выявить анизотропное механическое поведение двумерных материалов при растяжении с атомной толщиной селена (SE), и впервые количественно оценили силу взаимодействия Ван-дер-Ваальса между атомными цепями селена (SE). Это достижение заложило экспериментальную основу для разработки новых многофункциональных двумерных материалов. Соответствующая статья ”Механическая анизотропия в двумерных атомных слоях селена" (Mechanical Anisotropy in Two-Dimensional Selenium Atomic Layers) была опубликована в журнале Nano Letters, авторитетном журнале в области наномеханики. Наш университет является первой организацией-корреспондентом статьи и докторант Цинь Цзинкай, обучающийся по программе совместной подготовки докторантов и доцент Суй Чао являются авторами научной работы, а также доцент Ван Чао и профессор Хэ Сяодун выступают в качестве соавторов-корреспондентов.

В последние годы двумерные материалы из селена (SE) привлекли широкое внимание многих исследователей и ученых благодаря своим превосходным фотоэлектрическим свойствам. Как мы все знаем, механические свойства материалов играют ключевую роль в их фактическом применении. Однако из-за наноразмерности двумерных материалов селена (SE) трудно непосредственно измерить их механические свойства с помощью традиционных методов механических испытаний; с другой стороны, двумерные материалы селена (SE) состоят из уникально структурированных одномерных атомных цепей селена (SE), собранных в узконаправленном расположении благодаря действию силы Ван-дер-Ваальса. Он имеет значительную ортогональную анизотропную структуру, но механическое поведение при растяжении этой анизотропной двумерной структуры еще не ясно .

Для решения этих сложных проблем доцент Ван Чао, профессор Хэ Сяодун и их сотрудники объединили технологию переноса наноматериалов под оптической микроскопией с технологией механических измерений на месте в сканирующей электронной микроскопии, чтобы реализовать растягивающее нагружение в разных направлениях на месте двумерных материалов селена (SE) толщиной в атомный слой. Благодаря наблюдению в режиме реального времени была выявлена извилистая форма разрушения двумерных материалов селена (SE) вдоль направления атомной цепи и прямая форма разрушения, перпендикулярная направлению атомной цепи. И самое важное, впервые была количественно определена сила взаимодействия Ван-дер-Ваальса между атомными цепями селена (SE), что косвенно объяснило возможность применения силы Ван-дер-Ваальса, оказывающая доминирующее влияние на наноуровне, для сборки двумерных материалов, предоставляя новые идеи для структурного проектирования новых двумерных материалов.

Ссылка на статью: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02294

image001.png