范德华（vdW）材料中层间相互作用调控的关键发现：缺陷尺寸依赖机制与边缘重构脆性研究对材料性能提升的意义

为解决多层范德华（vdW）材料如何保留单层二维（2D）材料优异性能的问题，研究人员开展了多层六方氮化硼（h-BN）断裂研究。结果发现异常的机械层间耦合，包含层间摩擦增韧和边缘重构脆化等。这为工程化 vdW 材料层间相互作用提供了指导。

　　范德华（vdW）材料由二维（2D）结构单元构成，其面内存在强共价键，层间相互作用较弱。尽管单层二维材料展现出出色的抗断裂性能，比如六方氮化硼（h-BN），但在范德华材料中保留这些卓越性能仍是挑战。在此，研究揭示了一种异常的机械层间耦合现象，该现象在多层 h-BN 断裂过程中涉及层间摩擦增韧和边缘重构脆化。研究识别出异步和同步两种断裂模式及其与缺陷尺寸的依赖关系。同步断裂模式下的边缘重构会消除单层 h-BN 中晶格不对称诱导的增韧机制，致使多层 h-BN 脆化，而异步断裂模式则带来更强的抗断裂能力。这些发现为设计范德华材料（包括异质结构和层状结构）的层间相互作用提供了基础指导，有助于提升材料的机械性能和功能特性。