科技日报记者 吴长锋

记者从中国科大获悉，该校物理学院徐宁教授研究组，在双组分材料体系的玻璃形成能力的研究中取得了重要进展，他们同时给出了通过调节作用势的强弱来调控玻璃形成能力的新方案，并指出熔化温度和压强之间有好的线性关系的材料有利于玻璃的形成。相关成果日前在线发表于《自然通讯》上。

玻璃是典型的非晶固体，结构与液体相似，在形成过程中也没有典型的相变特征，因此，玻璃的本质是长期困扰凝聚态物理和材料科学界的一个难题。几乎所有的液体在特定条件下都可以形成玻璃，然而，不同的材料形成玻璃的能力有显著的差异。探索玻璃形成能力的控制因素对于玻璃材料的制备、理解玻璃化转变和玻璃的本质有重要的意义。

徐宁研究组以双分散体系为研究对象，采用了两类被广泛使用的粒子间相互作用势：纯排斥的Harmonic和Lennard-Jones作用势。研究发现，由于这种差异，Lennard-Jones体系的玻璃形成能力在高密度区明显强于Harmonic体系。简单的量纲分析表明，双分散体系中的两类组分会体会到不同的有效熔化温度，从而形成熔化温度差，该熔化温度差对压强的依赖关系可以用来理解Harmonic和Lennard-Jones体系在高密度区玻璃形成能力的差异：如果熔化温度差与压强呈线性，体系将维持低压极限下的玻璃形成能力，否则，玻璃形成能力将变弱；Harmonic体系与Lennard-Jones体系相比，熔化温度有显著的非线性压强依赖。

进一步研究表明，表征非平衡体系性质的玻璃形成能力与热力学平衡温度有潜在的关联，从而建立起了非平衡和平衡体系的联系。审稿人评论：“这篇文章…是最先仔细研究压强效应的代表工作之一。”“我赞赏这项工作的原创性，它揭示了两种组分的有效温度和精心设计的能量阻挫可以优化玻璃形成能力。”