Las grietas hundieron el Titanic 'insumergible'; disminuyen el rendimiento de las pantallas táctiles y erosionan los dientes. Estamos familiarizados con las grietas en objetos tridimensionales 3D grandes o pequeños, pero ¿cómo se agrietan los materiales delgados bidimensionales 2D? 2DLos materiales, como el disulfuro de molibdeno MoS2, se han convertido en un activo importante para futuros dispositivos electrónicos y fotoeléctricos. Sin embargo, se espera que las propiedades mecánicas de los materiales 2D difieran mucho de los materiales 3D. Científicos del Centro de Física Integrada de Nanoestructura CINAP, dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS publicado, el Comunicaciones de la naturaleza , la primera observación de grietas 2D MoS2 a nivel atómico. Se espera que este estudio contribuya a las aplicaciones de nuevos materiales 2D.
Obviamente, cuando se aplica una determinada fuerza a un material, se crea una grieta. Menos obvio es cómo explicar y predecir la forma y la gravedad de una grieta desde el punto de vista físico. Los científicos quieren investigar qué fracturas pueden expandirse yque no lo son. Los materiales se dividen en dúctiles y frágiles: los materiales dúctiles, como el oro, resisten grandes tensiones antes de la ruptura; los materiales frágiles, como el vidrio, pueden absorber relativamente poca energía antes de romperse repentinamente, sin alargamiento ni deformación.se mueven más libremente en materiales dúctiles que en materiales frágiles; por lo tanto, en presencia de una fuerza de tracción tensión de tracción pueden salir de su posición de la estructura cristalina ordenada, o en términos técnicos, se dislocan. Hasta ahora, esta explicación Griffithmodelo se ha aplicado a fenómenos de craqueo a granel, pero carece de datos experimentales a escala atómica o nano.
En este estudio, los científicos del SII observaron cómo se propagan las grietas en el MoS2 2D después de que se formara un poro de forma espontánea o con un haz de electrones ". El punto más difícil {de los experimentos} fue utilizar el haz de electrones para crear el poro sin generarotros defectos o romper la muestra ", explica Thuc Hue Ly, primer autor de este estudio." Así que teníamos que ser rápidos y usar una cantidad mínima de energía ".
Las observaciones atómicas se realizaron mediante microscopía electrónica de transmisión en tiempo real. Sorprendentemente, a pesar de que MoS2 es un material frágil, el equipo vio dislocaciones de átomos a 3-5 nanómetros nm de la línea frontal de la grieta o punta de la grieta.Esta observación no puede explicarse con el modelo Griffith.
Para crear condiciones que representen el entorno natural, la muestra se expuso a la luz ultravioleta UV. Esto provocó que el MoS2 se oxidara; las dislocaciones de átomos ocurrieron más rápidamente y la región estirada se expandió a 5-10 nm desde la punta de la grieta.
"El estudio muestra que el agrietamiento en materiales 2D es fundamentalmente diferente del agrietamiento en materiales dúctiles y frágiles 3D. Estos resultados no pueden explicarse con la teoría convencional de falla de material, y sugerimos que se necesita una nueva teoría", explicó el profesor LEE YoungHee CINAP.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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