[发明专利]一种探测二维纳米材料层间剪切作用力的方法

摘要

本发明提供了一种探测二维纳米材料层间剪切作用力的方法，所述方法为：在基底材料上微加工不同大小和不同深度的圆孔，形成圆孔阵列的基底材料；将双层二维纳米材料转移到形成圆孔阵列的基底材料表面，覆盖于圆孔上形成密闭环境，形成待测样品系统；用光学显微镜定位二维纳米材料，并表征其厚度t；通过调控压力使待测样品发生鼓起现象，利用原位原子力显微镜得到鼓泡内外的压力差Δp，利用原位显微拉曼光谱表征圆孔外剪切作用区域的无量纲化扩展距离ρ，结合被测二维材料的厚度t以及材料的泊松比v计算得出层间剪切作用力的数值。本发明不仅突破了二维纳米材料层间作用实验技术难以测量的难题，更丰富了层状材料基础力学研究的实验技术手段。

主权项

1.一种探测二维纳米材料层间剪切作用力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在基底材料上微加工不同大小和不同深度的圆孔，形成圆孔阵列的基底材料；(2)将两层堆叠的二维纳米材料转移到步骤(1)所述的形成圆孔阵列的基底材料表面，覆盖于圆孔上形成密闭环境，形成待测样品系统；(3)用光学显微镜在步骤(2)所述的待测样品系统上定位二维纳米材料，并表征其厚度t；(4)用步骤(2)所述的待测样品系统进行鼓泡实验，通过原子力显微镜表征鼓泡内外的压力差Δp，通过显微拉曼光谱表征圆孔外剪切作用区域的无量纲化扩展距离ρ；(5)对圆孔内外的薄膜材料进行受力分析，对于圆孔孔内的鼓泡变形采用Hencky解表达，对于圆孔孔外的面内变形引入界面剪切应力求解平面应力方程，联立孔边缘的连续边界条件得出Δp和ρ的关系式，结合步骤(3)测得的待测样品系统的厚度t以及材料的泊松比v拟合出层间剪切作用力的数值f。