Modelagem preditiva das forças intrínsecas para vários grupos de monocamadas quimicamente relacionadas por um modelo de referência

A correlação linear entre as proporções das propriedades mecânicas intrínsecas lineares e não lineares permite a previsão de propriedades de fratura não lineares amplamente desconhecidas de sólidos bidimensionais (2D) frágeis usando um modelo de referência. Demonstra-se que a partir de módulos de Young conhecidos com precisão, forças teóricas desconhecidas podem ser derivadas. O poder preditivo do modelo de referência para a avaliação sistemática do comportamento mecânico fundamental de grupos inteiros de compostos com configurações quimicamente relacionadas é mostrado. Isso é revelado para monocamadas atômicas semelhantes ao grafeno, vários derivados do grafeno, dicloreto de metal de transição (TMDC) e monocamadas de monoclóxido de metal de transição (TMMC) da crescente família de sólidos 2D. As forças intrínsecas desconhecidas estimadas representam os limites superiores para o desempenho mecânico de compostos 2D e podem ser usadas para julgar as desvios reais entre monocamadas reais e suas contrapartes ideais. Uma comparação detalhada do modelo de referência com experimentos existentes e cálculos de teoria do funcional da densidade (DFT) confirmou que as proporções dos módulos de Young e das forças intrínsecas atingem um fator de ∼6 para TMMCs fortemente ligados, o valor de massa ∼9 para monocamadas semelhantes ao grafeno, ∼11 para derivados do grafeno, enquanto para monocamadas de dicloreto de metal de transição (TMDC) a razão é de ∼13,5. Com sua necessidade mínima de dados mecânicos de entrada e sua versatilidade, o modelo de referência fornece uma ferramenta única para prever propriedades mecânicas não lineares desconhecidas.