近日，北京大学力学与工程科学学院韦小丁课题组与国家纳米科学中心王斌课题组合作，在氧化钼纳米线的力学性能研究方面取得重要进展。研究首次发现具有Mo₁₇O₄₇/MoS₂核壳结构的纳米线可承受高达35%的弯曲应变并完全恢复，表现出远超以往无机材料的超弹性行为。相关成果以“Unprecedented Superelasticity in Mo₁₇O₄₇/MoS₂ Core-Shell Nanowires”为题，发表在国际著名期刊《Advanced Materials》上。

氧化钼（MoO_x）因其优异的光学、电学和催化性能，在光电子器件、能源存储和CO₂转化等领域备受关注。但是前期研究表明，MoO₂纳米片的最大拉伸应变为6.96%，而α-MoO₃纳米片在2.5%应变下即发生脆性断裂。具有混合价态和“结晶学切变面”结构的中间相Mo₁₇O₄₇，兼具高锂电池容量、优良热电性能与反应稳定性，展现出极大应用潜力。然而，目前缺乏对于Mo₁₇O₄₇的力学性能，尤其是机械变形能力和可靠性的研究。

在本项研究中，团队采用一步式化学气相沉积（CVD）方法，成功合成出高质量、单晶取向为[001]方向的Mo₁₇O₄₇/MoS₂核壳结构纳米线。通过原子力显微镜（AFM）三点弯曲测试、扫描电镜原位弯曲实验及第一性原理计算，系统揭示了该材料出人意料的超弹性特性：Mo₁₇O₄₇/MoS₂核壳结构纳米线可在高达35%的弯曲应变下保持完好，并在卸载后完全恢复，表现出远超现有无机纳米材料的变形能力（见图1）。

团队通过第一性原理计算发现，Mo₁₇O₄₇的超弹性机制源于面外Mo–O键在应力作用下的可逆断裂与重构过程。当应变超过10%时，面外Mo–O键发生断裂，Mo₁₇O₄₇晶体转变为由层间范德华力维系的层状结构。因此，材料能够在保持整体完整性的同时承受极大的弯曲应变。

本研究不仅首次揭示了Mo₁₇O₄₇在纳米尺度下的非凡力学性能，还阐明了其独特晶体结构所赋予的超弹性变形机制。该发现为未来发展高韧性、可形变的无机柔性电子器件和能源器件提供了关键的材料支撑与理论基础。

图1.（a）Mo₁₇O₄₇/MoS₂核壳结构纳米线在扫描电镜下的可重复弯曲实验；（b）Mo₁₇O₄₇/MoS₂纳米线的最大可恢复弯曲应变与文献报道的其他无机材料对比。

於中良（现扬州大学副教授/特聘研究员）和朱文清博士（现剑桥大学博士后）为论文共同第一作者，北京大学韦小丁教授和国家纳米科学中心王斌研究员为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202509648