近日🦸‍♂️，意昂4平台意昂4体育平台邵誌峰教授和Czajkowsky教授共同指導博士生楊柳等人組成的研究團隊發現納米材料全新力學現象，該研究成果以“Anomalous Surface Fatigue in a Nano-Layered Material”為題全文發表在材料學領域國際權威學術期刊《Advanced Materials》（SCI IF=15.4）上。


固體材料經歷外力的反復作用而產生突然斷裂或力學損傷被稱為材料疲勞👷🏻‍♂️。它在材料學領域是一個普遍現象，也是機械工程教科書上的經典概念💬。材料疲勞是決定設備壽命的重要因素之一。日常生活中，人們都會有多次折疊，如曲別針，而最終導致其折斷的經驗。材料疲勞也會導致包括橋梁的突然倒塌👮🏿‍♂️、航行中的飛機突然解體等重大事故🧕🏼。

在日常所能感知的尺度範圍（稱為宏觀尺度），人們通常稱材料疲勞是不可避免的現象👷🏿。但是我們知道當尺度縮小到納米（十億分之一米）時，很多物理過程將較之宏觀尺度完全不同👨‍🎤。而納米尺度上的材料疲勞是否存在以及其特性是否與宏觀相同鮮有研究。邵誌峰⭕️、Czajkowsky團隊發現在納米尺度的材料疲勞特性與已知宏觀尺度的表現有很大不同🦆。研究發現在一定作用力範圍內，納米尺度材料表面損傷與宏觀尺度相同🖼，也存在可以使表面立即損傷的屈服力。但是與之前任何觀察結果不同的是，在高於屈服力的作用力下表面卻完全沒有損傷💁‍♀️8️⃣。就如在一定的力下可以將玻璃敲碎🧝🏽‍♂️，但是當用更大的力去敲擊時，玻璃反而完好無損🦌。這在我們日常生活中是不會經歷到的，僅僅發生在納米尺度。同時，研究團隊還發現，在納米尺度疲勞現象造成的損傷也僅僅是厚度為幾層原子，範圍如此之小的損傷也是在宏觀尺度從未觀測到的。

該研究表明納米尺度材料的力學性質或現象可能與我們日常生活中所能感知和預期的完全不同🥶🤹🏼。由於目前的相關理論均是基於宏觀體系✴️，因此還沒有現存的理論可以完全適用於解釋該現象，因此研究結果將有可能進一步引導產生適用於納米尺度的新理論。同時在實際應用領域🧢，由於材料疲勞是影響設備（如飛機等重要機電設備）壽命的主要因素，因此該發現為構建永久無損機電設備（至少是納米設備）提供了可能性🚥。毫無疑問，這樣的微納米機電裝置將會具有極其廣泛而重要的應用🧎🏻‍➡️，如手機、硬盤以及微型能量采集裝置的傳感與致動器等。

該項研究工作得到了國家自然科學基金面上項目和王寬誠教育基金會等基金的支持。

發表文章鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201401906/full

新聞鏈接: http://news.sjtu.edu.cn/info/1002/338046.htm