二维材料力学性能首次测出

柏林1月24日电(记者顾刚)目前已知的材料性能都是基于材料的三维结构，而最薄的材料只有一个原子厚度，其二维力学性能完全不同于三维材料性能。为了获取和处理二维材料，迄今为止它们已经被三维材料薄膜所取代。在德国萨尔州大学的物理学家Uwe Hartmann和莱布尼茨新材料研究所的研究人员的合作下，石墨烯可以通过扫描隧道显微镜进行测量，这是首次表征原子级薄膜材料的二维力学性质。相关结果发表在专业杂志《纳米尺度》上。

近年来，二维材料引起了广泛关注。2010年，安德烈·吉姆(Andre Jim)和康斯坦丁·诺沃·索洛夫(Konstantin Novo Soloff)因对石墨烯(一种二维纯碳材料)的研究而获得诺贝尔物理学奖，从而开启了二维材料制造和硅、锗等元素的材料表征。哈特曼说，一些二维材料的电子特性相当令人惊讶，例如材料中的电子运动遵循相对论原理，而传统的三维材料基本上不是这样。这是电子元件制造中一个有趣的优势。此外，二维材料的机械性能也是独特的。相对于它们的厚度，它们显示出比三维材料更大的机械稳定性。2013年，欧盟投资10亿欧元进行研究，并将石墨烯列为其旗舰项目，以进一步挖掘二维材料的潜力。

然而，迄今为止，关于这些新材料的机械性能的许多信息都来自模拟计算。哈特曼说:“二维材料一直被视为三维材料表面的薄膜，整个系统的性质不可避免地由三维材料决定。”然而，在最新的研究中，他们首次直接测量了原子薄碳改性的二维材料的力学性能。“这使得模拟数据可以直接与实验结果进行比较。此外，还将测量薄膜晶格中各种缺陷对其机械性能的影响。”

哈特曼说，二维材料可以给许多领域带来创新，从传感器和处理器到过滤技术和燃料电池。