脆性骨折：
2D材料は通常、脆性であり、著しい塑性変形なしで骨折します。 2D材料がストレスにさらされると、原子間の結合が突然壊れ、亀裂の形成と急速な伝播につながります。この脆性骨折は、切断面として知られる特定の結晶学的方向に沿って発生し、そこでは原子間結合が比較的弱いです。
皮または剥離：
層状構造のため、2D材料は、個々の層が互いに分離されている皮または剥離と呼ばれるプロセスを受けることができます。これは通常、層間のファンデルワールスの力が各層内の面内共有結合よりも弱い場合に発生します。剥離は、機械的応力、熱変動、または層間の異物または分子の挿入によって開始できます。
エッジの欠陥と転位：
エッジ欠陥や脱臼などの原子構造の欠陥は、2D材料の亀裂の核形成部位として作用する可能性があります。これらの欠陥は、原子の定期的な配置を破壊し、材料の構造的完全性を弱めます。ストレスが加えられると、亀裂はこれらの欠陥から伝播し、故障につながる可能性があります。
基質相互作用の役割：
2D材料の特性は、それらが成長または堆積した基質との相互作用によって大きな影響を受ける可能性があります。 2-D材料と基質の間の強い接着は、亀裂伝播を妨げ、材料を骨折に対してより耐性にすることができます。逆に、弱い相互作用は剥離と脆性骨折を促進する可能性があります。
温度と環境への影響：
温度および環境条件は、2D材料の骨折挙動にも影響を与える可能性があります。温度の上昇は、材料の構造を柔らかくし、塑性変形を促進する可能性があり、脆性骨折が発生しやすくなります。特定の化学物質またはガスへの曝露は、原子間結合を弱め、亀裂の成長を促進する可能性があります。
要約すると、2次元材料は、脆性骨折、剥離、および欠陥からの亀裂の伝播を通じて原子レベルで破壊されます。これらの障害メカニズムを理解することは、電子機器、ナノコンポジット、エネルギー貯蔵システムなど、さまざまな用途向けの2D材料の設計と最適化に不可欠です。欠陥、基質相互作用、および環境条件を制御することにより、2D材料の機械的特性を特定の要件に合わせて調整できます。
