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在过去的几十年中，金属纳米线因其独特的物理、机械和化学性能，在纳米电子学和纳米机电系统（NEMS）领域得到了广泛应用。金属纳米线展现出诸如显著的弹性、超塑性和超高强度等优异的力学特性，这使得它们成为许多高科技应用的理想选择。但当这些纳米线被集成到纳米器件中时，它们可能会遭受外部机械应力的影响，尤其是在作为柔性可穿戴设备中的纳米电路主要组成部分时，需要承受反复弯曲的情况。然而尽管对纳米线的拉伸-压缩行为已有大量研究，但关于它们的弯曲变形行为，尤其是原子尺度的变形机制，仍然不完全清楚。文献报道的金属纳米线的可逆弯曲应变通常不超过约10%，这对于需要良好抗疲劳性能的应用来说是一个限制因素。

针对上述问题，由浙江大学组成的研究团队利用泽攸科技TEM原位测量系统进行了深入研究，这项研究通过原位纳米力学测试结合原子模拟，探索了嵌入纵向孪晶界的金纳米线的变形行为，特别是在不同加载速率下的响应。通过这项工作，研究团队揭示了在低加载速率下，堆垛层错（SFs）的运动及其与孪晶界的相互作用，以及在高加载速率下，高角度晶界（HAGBs）的形成及其可逆迁移在金纳米线中占主导地位的机制。这些发现不仅增进了对金属纳米线弯曲行为的理解，而且为设计具有改善疲劳抗力和大可恢复应变能力的纳米器件提供了新的启示。

相关成果以"In Situ Observation of High Bending Strain Recoverability in Au Nanowires"为题发在了《Crystals》期刊上。全文链接：https://doi.org/10.3390/cryst13081159

论文的主要研究内容是关于金纳米线（Au NWs）在不同加载速率下的弯曲变形行为及其恢复性。研究团队通过原位纳米力学测试与原子尺度模拟相结合的方法，对嵌有轴向双晶界（TB）的金纳米线进行了详细的研究。

研究发现，这些金纳米线在存在双晶界的情况下，展现出高达27.5%的可恢复弯曲应变。这一现象与加载速率密切相关：在较低的加载速率下，可恢复的弯曲主要归因于堆垛层错（SFs）的运动及其与双晶界的相互作用；而在较高的加载速率下，则是高角度晶界（GBs）的形成及其可逆迁移成为主导机制。

图 可恢复应变的金纳米线在低加载速率下的表现

为了进行实验，研究团队利用透射电子显微镜（TEM）中的原位纳米制造技术制备了金纳米线，并对其进行弯曲加载。加载过程中，探针被准确控制以施加恒定的低（0.1 nm/s）或高（2 nm/s）加载速率的往复弯曲载荷。加载速率的改变导致了不同的应力分布，进而引起了变形结构的差异。

在低加载速率下，堆垛层错均匀分布在整个样本中，并在反向加载时主导了恢复过程。而在高加载速率下，高角度晶界的形成及它们的可逆迁移成为了控制变形的关键因素。双晶界不仅作为晶界滑移的起点和终点，还作为位错的形核点，促进了位错的积累和传播，从而提高了材料的延展性和硬化能力。

图 原位透射电子显微镜 (TEM) 图像展示了通过晶界 (GB) 迁移介导的高可恢复应变，它使含有双晶界 (TB) 的纳米线在高加载速率下展现出可恢复的弯曲

这项研究揭示了金纳米线在不同加载速率下的变形机制，并展示了它们在往复弯曲载荷下的应变恢复能力。这一成果为设计具有优良抗疲劳性能和大应变恢复能力的柔性电子材料提供了新的思路。

安徽泽攸科技有限公司作为中国本土的仪器公司，是原位电子显微镜表征解决方案的供应商，推出的PicoFemto系列的原位透射电子显微镜表征解决方案，陆续为国内外用户的重磅研究成果提供了技术支持。下图为本研究成果中用到的原位透射电镜样品杆：

以上就是泽攸科技小编分享的泽攸科技TEM原位揭示金纳米线弯曲变形与应变恢复的介绍。更多产品及价格请咨询15756003283(微信同号)。