自组织机械不稳定性为编程微/纳米图案化二维 (2D) 材料提供了一条有前途的途径，它依赖于对不稳定性引起的自组装的确定性控制。然而，由于超低的弯曲刚度，二维材料极易引发各种不确定的多模耦合机械不稳定性，这使得二维纳米晶体难以可控地自组装成设计模式。

近日，上海交通大学张文明教授，中国科学院上海微系统与信息技术研究所Zeng-Feng Di通过从根本上克服原子薄2D晶体弯曲刚度极低带来的失稳模式操纵这一关键问题，实现了2D材料的高度可设计性的解耦单模机械不稳定性和确定性模式自组装。

文章要点

1）解决超薄2D材料中多模耦合力学不稳定性的关键是引入一种通用的、可编程的IML和微机械互锁键合来构建2D材料/IML-衬底三层膜系统。原子薄2D材料中的去耦合单模不稳定性为2D纳米晶体的确定的三阶跨尺度和2D定向自组装开辟了一条新的途径。

2）更有趣的是，研究人员设计了一种非侵入性和非接触式的原位操纵策略，用于2D材料的后可调动态自组装。此外，上述高度可设计的确定性自组装赋予了2D材料新的性质，如各向异性压阻和机械-光电耦合效应。

3）利用上述确定性自组装特性，报道了一种全新的概念，用于制造2D材料的确定性自组装微纳电子学，如超快响应可穿戴手势传感器和3D各向异性触觉传感器。单模不稳定性驱动的确定性自组装技术可以极大地促进二维材料和可变形自组装电子学的微纳技术的发展。

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Hu et al., Deterministically self-assembled 2D materials and electronics, Matter (2023)

DOI：10.1016/j.matt.2023.03.019

https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.03.019