在国家自然科学基金（批准号：12372103、12432003）等项目资助下，北京大学戴兆贺团队在非线性薄膜界面力学问题的研究中取得进展。相关成果以“Transparency of graphene to solid-solid van der Waals interactions”为题，于2025年10月7日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。论文链接：https://doi.org/10.1103/jgqz-gwlc。该工作被选为编辑推荐论文和期刊封面论文，并被Physics Magazine报道。
薄膜界面脱粘实验是表征器件界面结合强度的重要途径之一。例如，利用微球探针分离晶体薄膜表面能够有效测量物质间长程范德华作用，也可以利用药物修饰的探针与细胞膜脱粘定量测试药物颗粒与细胞膜之间的亲和性。然而，现有薄膜界面脱粘实验都是基于块体材料的经典接触和断裂力学理论，忽略了薄膜复杂的非线性力学行为，薄膜脱粘力与黏附能、断裂韧性等本征界面性质的关联缺乏精确描述，迫切需要发展基于薄膜体系的界面力学新理论。
针对该问题，戴兆贺研究员与合作者建立了薄膜界面脱粘问题与动边界变分问题的等价关系，进而推导了适用于薄膜的界面断裂准则，阐明了薄膜在柔性和刚性极限下的脱粘力-界面断裂韧性关系。与基于块体材料的经典JKR理论显著不同：对柔性薄膜，脱粘力随着材料变形能力的增加会渐近收敛为𝜋𝛾𝑅，其中𝛾是界面断裂韧性，R是球形探针的半径；而当薄膜较为刚性、必须考虑界面的长程相互作用时，脱粘力则增大为2𝜋𝛾𝑅。将该理论与胶体探针原子力显微镜实验相结合，应用于二维材料的界面脱粘实验中，首次实现了薄膜–基底范德华力可叠加性的测量。
该研究提出的薄膜界面力学理论摆脱了对材料具体本构关系、薄膜厚度、残余应力等复杂因素的依赖，为电子器件、生物医学等领域中薄膜材料界面性质的准确测量提供了新方案。
图 薄膜界面脱粘实验示意图（左）及薄膜脱粘力测量结果图（右）