通过剪纸术增强二维材料拉伸性：二硫化钨的分子动力学研究

近年来，“剪纸术”（kirigami）技术因能制造具有非凡特性（如前所未有的拉伸性）的元结构与元材料而备受关注。这些特性通常并非原始材料或结构所固有，为可拉伸电子器件和光伏领域的应用提供了新机遇。然而，尽管具有重要科学与实际意义，将剪纸图案应用于二硫化钨（WS2）单层——一种具有优异力学、电子和光学性质的范德瓦耳斯材料——仍未被探索。本研究利用分子动力学（MD）模拟考察带有矩形剪纸切口的 WS2 单层的力学性质。我们发现，在拉伸载荷下，基于 WS2 的剪纸结构表现出拉伸应变显著增加与强度下降，从而证明了剪纸切割技术增强 WS2 单层拉伸性的有效性。此外，增大重叠比可提升结构拉伸性，以满足定制的高强度或高应变需求。进一步观察表明，增加切口密度并减小剪纸纳米片的长宽比可进一步提高断裂应变，从而增强所提出的 WS2 剪纸图案化结构的整体拉伸性。