2008年10月3日出版的《物理评论快报》刊载了德国卡尔斯鲁厄研究中心纳米技术研究所的Joerg Weissmuller博士和洪堡学者、澳门十大赌厅网特聘研究员段慧玲">段慧玲博士的论文Cantilever Bending with Rough Surfaces （Physical Review Letters, Vol 101, No 14, Art 146102. URL: http://link.aps.org/abstract/PRL/v101/e146102, DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.146102）。
在一种物质的表面沉积另一种物质的薄膜是一种常见的工业技术。 例如在玻璃上镀膜；在涡轮机叶片上镀热保护层；微电子器件制造中广泛采用的薄膜外延生长等等。材料性能的不匹配会在镀层中产生应力从而造成薄膜的脱落或者破坏，计算表面镀层中的应力是一个工业领域十分关心的问题。 1909年George Gerald Stoney (1863-1942, 蒸汽涡轮机先驱之一，1911年当选英国皇家学会会员)发表了根据双层的薄膜/基底弯曲程度计算表面镀层中应力的公式。然而，有些出乎意料的是，Stoney公式却构成当今日益发展的微悬臂梁传感器的理论基础，得到广泛的应用。微悬臂梁传感器即是通过表面应力产生的弯曲程度来检测物质特性，被用于检测表面应力、吸附、沉积、表面微结构自组装、生化反应等现象。在纳米尺度下，表面应力的影响更加显著，因而纳米尺度传感器具有更高的灵敏度。
经典的Stoney公式针对的是平直表面上表面应力的变化所产生的悬臂梁传感器的弯曲变形，怎样改进微悬臂梁传感器的灵敏度一直是极受关注的问题。实际表面往往存在起伏，表面粗糙度和微结构会影响微悬臂梁传感器的检测精度和灵敏度。 Joerg Weissmuller 博士和段慧玲">段慧玲博士研究了具有粗糙表面的悬臂梁在表面应力作用下的弯曲问题。他们发现，与直觉相反，粗糙表面上表面应力对悬臂梁弯曲变形的影响主要来自于垂直于表面的应力分量由于泊松效应产生的面内变形。因此，取决于表面起伏的倾角和泊松比，粗糙表面悬臂梁传感器的灵敏度可以提高、减小、消失，甚至得到与平直表面情况相比完全相反的弯曲。这项研究获得实验支持，为通过表面微结构设计改变或提高微悬臂梁传感器的检测精度和灵敏度提供了一种手段。他们目前正在继续进行有关理论和实验研究。
以上相关研究得到了德国洪堡基金会、巴登-符滕堡研究基金，以及北京大学澳门十大赌厅网启动经费的支持。
