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二维材料以其微小尺度和独特的物理及化学性能引起了大量的研究。近年来,研究表明诸如单层或少层石墨烯、过渡金属硫族化合物(TMDs如二硫化钼(MoS2))等在各种机械、电学、光学以及其他功能方面都有着重要的应用前景。然而,二维材料的器件应用过程通常会引入力学加载,材料会发生一些形变,这就需要对其力学行为及结构可靠性进行研究。利用原位电镜技术,我们对于MoS2单轴拉伸过程中的力学行为进行了研究,MoS2膜呈现脆性的断裂方式,其强度与厚度相关：当膜厚度在数十纳米左右甚至更薄时,其强度大到超过1 GPa；而较厚的膜(厚度在数百纳米的膜)的强度则分布在～100MPa至250MPa之间。此外,结合分子动力学模拟,发现断裂方式也与厚度相关,较厚的膜(厚度在数百纳米的膜)断裂以interplanar fracture方式；厚度减小到数十纳米左右的MoS2纳米片断裂从interplanar转变到intraplanar fracture；单层或者少层MoS2断裂则以intraplanar fracture方式为主导。除MoS2之外,借助原位电镜拉伸技术我们还对石墨烯的力学性能进行了研究。我们的研究将有助于对二维材料的力学行为有进一步理解,从而为其在柔性电子器件、光电器件及微/纳机械系统应用方面提供一定的指导。