在我们现在已知的这些物质中，一些小的有机分子如乙烷和苯，已经被发现存在于土星最大的卫星土卫六的大气层和表面，形成平原、沙丘、峡谷和其他表面特征。了解土卫六的动态地质和设计未来的着陆任务，需要对这些固态有机矿物的机械特性有足够的了解，而这一点目前还缺乏。因此，为了解具有代表性的固体有机材料在空间相关温度下的变形和力学性质，

来自加州理工学院工程与应用科学部的Wenxin Zhang等人将液体微滴苯冷冻形成~10μm高的单晶结构，并在原位单轴压缩它们进行了相关力学行为研究。

文章要点：

1) 研究进行的这些微观力学实验发现，当接触压力从~2 GPa衰减到~0.5 GPa时，苯单晶结构的高度会发生约1μm的减少，该变形过程通过一系列随机（约5-30 nm）的位移突发进行，对应于在循环加载至逐渐升高的载荷期间压缩材料的致密化和硬化；

2) 进一步的分子动力学模拟显示，苯环的重新定向和面间剪切是导致塑性变形和致密区域形成的主要原因，从而提供了两步硬化机制，该研究证明了对固体有机物进行原位低温纳米机械表征的可行性。

参考资料：

Zhang, W., Zhang, X., Edwards, B.W. et al. Deformation characteristics of solid-state benzene as a step towards understanding planetary geology. Nat Commun 13, 7949 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-35647-x

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35647-x