空心金属玻璃纳米颗粒压缩变形控制：弯曲与剪切带形成的竞争机制

【编辑推荐】本研究通过分子动力学(MD)模拟揭示了空心CuZr金属玻璃纳米颗粒(NPs)的力学性能与变形机制，发现内径≤15 nm的NPs通过剪切带(SB)形成增强强度，而内径≥20 nm的NPs则因薄壁结构产生弯曲主导变形。该成果为设计具有定制力学性能的空心纳米结构提供了原子尺度见解。

　　

Highlight

变形曲线

压缩过程中，NPs的受力-应变曲线（图1a）显示：内径5-15 nm的NPs在应变达0.10前呈弹性增长，随后进入塑性阶段；而内径20-23 nm的NPs则呈现稳态行为，表明其变形机制发生显著转变。

结论

本研究阐明空心金属玻璃纳米颗粒(NPs)的力学行为与内径密切相关：内径≤15 nm时，剪切带(SB)垂直传播增强强度；内径≥20 nm时，薄壁导致弯曲主导变形。该发现为调控纳米结构抗变形能力提供了设计依据。

CRediT作者贡献声明

Fiorella R. Roco：撰写初稿/修订、方法论构建与数据分析；Felipe J. Valencia：研究设计、原子尺度模拟与论文统稿（注：此处保留核心作者贡献，其他作者略）。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响本研究结果的财务或个人关系。

致谢

感谢智利国家科技发展基金(FONDECYT #1190662等)及法国政府计划支持，计算资源由NLHPC超算中心(ECM-02)提供。