元素百科首次测量二维材料的力学性能。目前已知的材料特性是基于材料的三维结构,而最薄的材料只有一个原子厚度,其二维力学性能与三维材料完全不同。到目前为止,以三维材料薄膜的形式取代了二维材料的获取和处理。德国萨尔州大学物理学家乌韦·哈特曼与莱布尼茨新材料研究所的研究人员合作,首次通过扫描隧道显微镜测量石墨烯来表示原子薄膜材料的二维力学性能。在专业杂志《纳米尺度》上发表了相关结果。

近年来,二维材料备受关注。2010年,安德烈·吉姆和康斯坦丁·诺沃索洛夫因研究二维纯碳材料石墨烯而获得诺贝尔物理学奖,从而开启了硅、锗等元素的二维材料制造和材料特性。哈特曼说,一些二维材料的电子特性令人惊讶。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。这是制造电子元件的一个有趣优势。此外,二维材料的力学性能也是独一无二的,与其厚度相比,显示出的力学稳定性远大于三维材料。为了进一步挖掘二维材料的潜力,欧盟在2013年投入了10亿欧元的研究资金,将石墨烯列为旗舰项目。
然而,到目前为止,许多关于这些新材料力学性质的信息都来自模拟计算。哈特曼说:“二维材料只能用作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,它们首次直接测量了原子级薄碳改性二维材料的力学性能。“这使得模拟计算的数据可以直接与实验结果进行比较。此外,还可以测量膜晶格的各种缺陷对其机械性能的影响。”
哈特曼说,从传感器、处理器到过滤技术和燃料电池,二维材料可以给许多领域带来创新。

