納米材料間“拉鏈”性能首獲系統(tǒng)認(rèn)知

　　記者從上海交通大學(xué)了解到，最近一期微納米研究領(lǐng)域的國際標(biāo)志性刊物《納米尺度》（Nanoscale）上，發(fā)表了該校李寅峰教授課題組有關(guān)二維納米材料晶界的最新研究成果，系統(tǒng)揭示了石墨烯和氮化硼面內(nèi)雜化結(jié)構(gòu)中晶界的力學(xué)、熱學(xué)特性和機(jī)理。

　　二維納米材料具有傳統(tǒng)材料無法企及的優(yōu)異物理化學(xué)性能，其性能調(diào)控是材料學(xué)科和力學(xué)學(xué)科共同關(guān)注的熱點(diǎn)。將不同二維納米材料通過面內(nèi)拼接形成平面異質(zhì)結(jié)構(gòu)，已被證明是一種行之有效的性能調(diào)控手段，能夠滿足實(shí)際運(yùn)用中對于微納米器件性能的特定要求。

　　石墨烯和六方氮化硼是典型的兩種具有六邊形結(jié)構(gòu)的二維材料，二者晶格常數(shù)接近，但在某些性能上具有明顯差異，因此是實(shí)現(xiàn)性能調(diào)控的平面異質(zhì)結(jié)構(gòu)的理想組分。比如，石墨烯是帶寬為零的良導(dǎo)體，而六方氮化硼具有顯著帶寬能力，通過調(diào)整平面碳硼氮異質(zhì)結(jié)構(gòu)中石墨烯和六方氮化硼的組分比例，可以控制整體材料的電學(xué)屬性，對微納米電路元器件的設(shè)計(jì)制造具有重要意義。理論研究證明，平面異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，碳硼氮雜化晶界的原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一種特殊的非對稱最優(yōu)化排布方式，其相關(guān)性能卻尚未見諸報道。

　　李寅峰接受科技日報記者采訪時解釋道：“晶界類似于衣服拉鏈，把兩個不同取向的材料拼接在一起，拉鏈?zhǔn)钦w材料的薄弱環(huán)節(jié)，且它的特性會決定材料的整體性能。”

　　中科院力學(xué)所副所長、國家杰出青年基金獲得者魏宇杰教授評價認(rèn)為：“這一工作揭示的晶界偏轉(zhuǎn)角度與異質(zhì)界面的力學(xué)性能之間的關(guān)系及其熱傳遞過程中的非對稱效應(yīng)，對于了解異質(zhì)界面對整體結(jié)構(gòu)性能的影響及其后續(xù)工程應(yīng)用具有重要意義，并對類似結(jié)構(gòu)的分析方法提供了很好的思路。”