研究使玻璃形成的物理学更清晰

长期以来，液体的脆弱性 - 即液体的流动性如何随温度变化 - 一直被认为是理解液体以及它们如何形成玻璃的关键因素。然而，测量液体中脆性的可靠方法一直难以捉摸。现在，一组研究人员已经开发出一种更好的方法来确定这一关键属性。

研究结果发表在《自然通讯》上。

在机械工程和材料科学教授Jan Schroers的实验室中，研究人员开发了一种他们称之为薄膜膨胀法(FIM)的方法，该方法测量各种金属玻璃形成液体的脆弱性。通过这样做，研究人员不仅对液体的特性有了更清晰的认识，而且还与该领域长期以来的假设相矛盾，即低脆性更适合形成金属玻璃，这种材料甚至比最好的金属更坚固，但具有塑料的柔韧性。这些材料的性质归功于其独特的原子结构：当金属玻璃从液体冷却到固体时，它们的原子会随机排列，不会像传统金属那样结晶。

Schroers说，这种方法是朝着弄清楚金属玻璃的棘手物理学迈出的“一大步”。形成过程中的液体部分尤其令人困惑。

“液态是我们最难理解、最难测量的状态，”他说。“基本上，关于固体，原子如何排列，一切都是已知的，我们可以在计算机上计算出来 - 你几乎不需要再做实验了。气体也很容易，因为原子彼此相距很远，它们并没有真正相互作用。液体，作为一种状态，我们几乎对它一无所知。

这可能会随着新方法的改变而改变，这是Schroers与塞巴斯蒂安·库贝(Sebastian Kube)共同开发的，他是他实验室的前博士生，也是该研究的主要作者。

“这使我们能够扩展关于玻璃形成的理论，这是物理学中最大的谜团之一，”他说。

该研究的其他作者是Sungwoo Sohn，罗德里戈·奥赫达 - 莫塔，西奥·埃弗斯，威廉·波尔斯基，奈佳·刘，凯文·瑞安，肖恩·莱因哈特和孙勇。

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