艾尔结晶(艾尔结晶哪里刷)

该项目中研究的两种不同系统；

图片来源：美国宾夕法尼亚大学

　　难以预测的无序固溶体

我们都知道，如果不小心将智能手机掉在地上，手机的玻璃屏幕很容易就发生破裂。与金属材料以及其他一些晶体材料不同，玻璃和许多其他无序固溶体在失效之前不会发生显着变形，而且由于不能形成有序结晶，所以人们难以预测哪些原子在失效期间会发生变化。

　　现在，人们就要攻克这项难题

“为了了解一个原子是如何选择它的重排位置”，来自美国宾夕法尼亚大学的物理学和天文学教授Douglas Durian说道：“我们必须将这个过程与这些原子的潜在微观结构联系起来。对于晶体材料而言，这是非常容易的，因为晶体材料的重排一般都是发生在拓扑缺陷上，比如位移等。对于无序固体而言，这则是一个困扰了研究人员长达40年的大难题：这些无序固溶体的结构缺陷到底是什么，并且这些结构缺陷在什么地方？但是现在，我们似乎可以清楚的揭开答案了”。

　　跨学科交流合作

为了找到看似不同的无序材料之间的联系，宾夕法尼亚州立大学艺术与科学学院和工程与应用科学学院之间进行了跨学科交流合作，其中后者在许多材料方面拥有丰富的专业知识，研究了许多以前并未研究过的无序固体粒子，包括单个原子和河流岩石等。从根本上理解材料失效的原因机理可能为设计更多、质量更好的防碎玻璃以及预测一些地质现象（例如滑坡等）提供巨大的指导意义。

Durian说：“当发生重排时，附近颗粒的柔软度都会发生变化，但由于长距离的弹性耦合作用，颗粒的柔软程度可能相差较多，这一点可以用数据说明。因此，重排对于下一次重排可能发生的位置有着重要的影响，特别是是否会刺激附近的重新排列，从而促进剪切带的发展，还是会阻止附近的重新排列，从而促进韧性？我们相信，充分理解并最终控制重新排列、压力和结构之间复杂的相互作用——在这里主要通过柔韧度来量化——是提高材料韧性的关键。

　　展望

如果研究人员能够理解为什么不同的系统在屈服时会表现出不同的行为，那么他们就能够更好的控制系统柔软度以及推测系统在压力下如何发生演变。这可能会促进更坚固的涂层和材料的发展，比如生产出更耐用的手机玻璃屏幕等。

“无序固溶体具有很多优良的性质，”Liu说道：“你可以将它们塑造成任何你想要的形状，或者创造出原子性光滑的表面，这对晶体系统来说是无法做到的，但是它们容易破碎，如果我们能够理解什么是控制/防止这些系统发生破碎的因素，这些概念才开始有了真正的价值应用。理想情况下，我们希望能够开发出新的、更坚韧的材料，这些材料不会具有很大的脆性或者不会在受到撞击时发生灾难性的破坏。”

　　译者：Vince

　　译自：phys