液体和玻璃之间原子/分子结构的相似性引发了一个长期存在的假设，即玻璃的性质可能更像流体，而不是表面上的固体。原则上，玻璃的性质可以通过其流变学在很宽的速率范围内的动态响应来表征，但据我们所知，这还没有通过实验实现。
近日，上海交通大学的研究中心团队通过原创的超宽时间、应力尺度实验设计首次测得室温下金属玻璃流变的全频响应及应力松弛图谱，通过宽带应力松弛实验在 9 个数量级（相当于数百年）的时间尺度上报告了剪切应力对金属玻璃的剪切应变率的动态响应。金属玻璃以及其他“玻璃”的动态响应遵循流体动力学框架内的通用比例定律。提出了玻璃流变的普适标度率，颠覆了人们对玻璃是固体的传统认知。相关成果已在Nature Materials上发表。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41563-021-01185-y
尖端物质结构研究中心团队通过巧妙的动态纳米力学实验设计，实现了9个数量级的超宽时间尺度表征金属玻璃在室温下的应力-应变速率响应（图1）。通过与其他实验结果比较发现，金属玻璃以及其他“玻璃”的动态响应遵循流体动力学框架内的通用标度率（图2）。这一无量纲普适标度率全面验证了玻璃态物质的动力学转变相图（图3）。通过此普适标度率推导出的玻璃动力学相图，可以将各种“玻璃”的动态行为统一到一个由温度、体积、应力组成的热力学变量参数评价规则下（图3）。
图1. 宽频流变实验设计及金属玻璃室温流变行为的表征结果。
图2. 金属玻璃及其他各种“玻璃”材料流变行为的归一化及普适标度率。
图3. 普适标度率推导出的玻璃动力学相图与各类“玻璃”体系的实验结果。
本研究成果对理解玻璃态物质的本质提供了重要思路，所提出的普适标度率对设计高性能“玻璃”材料及实际应用提供了重要的科学指导。
本文综合自“上海交通大学官网等”。
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