东京大学 由东京大学领导的一组科学家使用计算机模拟来研究像玻璃这样的无定形固体的刚性
学分:东京大学工业科学研究所 由东京大学领导的研究人员采用了一种新的计算机模型来模拟携带力的粒子网络，这种网络赋予无定形固体以强度，尽管它们缺乏长程有序性
这项工作可能会导致高强度玻璃的新进展，这种玻璃可用于烹饪、工业和智能手机应用
玻璃等非晶固体——尽管易碎且其组成颗粒不形成有序晶格——仍具有惊人的强度和硬度
这甚至更出乎意料，因为非晶态系统也遭受大的非谐波动
这个秘密是一个横跨整个固体的内部承力粒子网络，为系统提供了力量
这种分支的动态网络就像一个骨架，防止材料屈服于应力，即使它只占总粒子的一小部分
然而，只有当受力粒子的数量超过临界阈值时，这种网络才会在“逾渗转变”之后形成
随着这些粒子密度的增加，从一端到另一端的渗透网络的概率从零增加到几乎确定
现在，来自东京大学工业科学研究所的科学家们已经使用计算机模拟仔细地展示了当无定形材料冷却到其玻璃化转变温度以下时这些渗透网络的形成
在这些计算中，二元粒子混合物用有限范围排斥势建模
研究小组发现，非晶材料的强度是无序的机械结构自组织产生的一种新特性
“在零温度下，一个堵塞的系统由于其内部的渗透网络，将显示出应力的长期相关性
第一作者华佗说:“这个模拟显示，玻璃在完全冷却之前也是如此。”
通过认识到这个网络中的粒子必须通过至少两个强力键连接，可以识别出受力骨架
冷却后，受力粒子的数量增加，直到一个横跨系统的网络连接在一起
资深作者哈吉姆·田中说:“我们的发现可能会为从力学角度更好地理解无定形固体开辟一条道路。”
由于坚硬耐用的玻璃在智能手机、平板电脑和炊具中备受青睐，这项工作可以找到许多实际用途
这项工作发表在《自然通讯》上，名为“机械自组织导致的无定形材料的紧急固化”
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