东京大学 东京大学的科学家使用计算机模拟来模拟元素组成对金属材料玻璃形成能力的影响，这可能会导致坚韧、导电的玻璃 东京大学工业科学研究所的研究人员使用分子动力学计算来模拟金属混合物的玻璃形成能力
他们表明，即使成分的微小变化也会强烈影响材料在冷却时呈现晶态与玻璃态的可能性
这项工作可能导致玻璃形成的普遍理论和更便宜，更有弹性，导电玻璃
如果你有重要的客人要来吃饭，你可以用昂贵的水晶玻璃杯摆桌子
然而，对科学家来说，晶体和玻璃实际上是两种非常不同的状态，液体在冷却时可能会呈现这两种状态
晶体有一个确定的三维晶格结构，无限重复，而玻璃是一种缺乏长程有序的无定形固体
目前的玻璃形成理论不能准确预测哪些金属混合物将“玻璃化”形成玻璃，哪些将结晶
对玻璃形成的更好、更全面的理解将对设计机械韧性、导电材料的新配方大有帮助
现在，东京大学的研究人员已经使用三种典型金属系统的计算机模拟来研究玻璃形成的过程
第一作者胡元超说:“我们发现，多组分体系形成晶体的能力，与玻璃相反，可以通过对组成的轻微改变来破坏。”
简单地说，玻璃的形成是材料冷却时避免结晶的结果
这就将原子锁定在“冻结”状态，然后它们才能将自己组织成能量最小化的模式
模拟表明，决定结晶速率的一个关键因素是液晶界面能
研究人员还发现，元素组成的变化会导致局部原子有序化，这种有序化会阻碍结晶过程，其排列方式与晶体的通常形式不相容
具体来说，这些结构可以防止微小晶体充当“种子”，使样品中有序区域的生长成核
与以前的解释相反，科学家们确定液相和晶相之间的化学势差对玻璃的形成只有很小的影响
“这项工作代表了我们对玻璃化的基本物理机制的理解的重大进步，”资深作者哈吉姆·田中说
“这个项目的结果也可能有助于玻璃制造商设计新的多组分系统，这些系统具有某些所需的性能，如弹性、韧性和导电性
" 这项工作发表在《科学进展》杂志上，名为“多组分系统玻璃形成的物理起源”
"
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