古力·帕蒂尔，印度科学研究所 玻璃结构中的柔度图
功劳:拉杰什·甘冷漠 玻璃本质上是非晶态的——它的原子结构不包含晶体材料中常见的重复排列
但偶尔，它会经历一个被称为反玻璃化的过程，即玻璃转化为晶体——这在工业上通常是一个不需要的过程
失透的动力学仍然知之甚少，因为这个过程可能极其缓慢，跨越几十年甚至更久
现在，一个由贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心副教授拉杰什·甘万德领导的研究团队，与印度科学学院(IISc)的科学年主席兼教授阿杰伊·苏德及其博士合作
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学生Divya Ganapathi (IISc)在实验中第一次看到了失透现象
这项研究的结果已经发表在《自然物理学》上
“诀窍是使用由胶体粒子制成的玻璃
由于每一个胶体粒子都可以被认为是单个原子的替代品，但是比原子大一万倍，所以可以用光学显微镜实时观察其动力学
此外，为了加速这一过程，我们调整了粒子之间的相互作用，使其变得柔软，玻璃中的重新排列频繁发生，”Divya Ganapathi说
为了制造玻璃，达薇亚·加纳帕提和他的团队将胶体挤在一起，以达到高密度
研究人员观察到玻璃的不同区域遵循两条结晶路径:一条是雪崩介导的路径，涉及结构的快速重排，另一条是平滑的生长路径，重排随着时间的推移逐渐发生
为了深入了解这些发现，研究人员随后使用机器学习方法来确定玻璃中是否隐藏着一些微妙的结构特征，这些特征预先决定了哪些区域随后会结晶以及通过什么途径结晶
尽管玻璃是无序的，但机器学习模型能够识别一种被称为“柔软度”的结构特征，这种结构特征在早期被发现可以决定玻璃中的哪些粒子会重新排列，哪些不会
研究人员随后发现，玻璃中具有“柔软度”值较大的粒子簇的区域是结晶的区域，“柔软度”对结晶路径也很敏感
这项研究中最惊人的发现可能是，作者给他们的机器学习模型输入了一个胶质玻璃的图片，这个模型准确地预测了几天前结晶的区域
“这为一种强有力的技术铺平了道路，可以提前识别和调整‘柔软度’，避免失透，”阿贾·索德说
理解失透现象在制药行业等领域至关重要，制药行业努力生产稳定的无定形药物，因为它们在体内的溶解速度比晶体药物快
甚至液态核废料也在玻璃基质中被玻璃化成固体，以安全地将其处置到地下深处，并防止有害物质泄漏到环境中
作者认为，这项研究是理解玻璃底层结构和稳定性之间联系的重要一步
“机器学习算法能够预测玻璃会在哪里结晶，在哪里保持玻璃状态，这真的很酷
这可能是设计更稳定的眼镜的第一步，比如手机上的大猩猩眼镜，这种眼镜在现代技术中无处不在
操纵结构参数的能力可能会带来新的方法来实现技术上重要的长寿命玻璃态
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