王宇杰小組揭示玻璃化轉變結構機制

【中玻網】上海交通大學物理與天文系研究員王宇杰研究組通過研究硬球玻璃的模型體系——顆粒體系，揭示玻璃化轉變可能是一種特殊的結構相變。相關研究成果發(fā)表于《自然—通訊》。
　　
　　顆粒體系是研究玻璃化轉變問題的一個重要的模型體系，對揭示玻璃化轉變的物理機制具有非常大的優(yōu)勢。在這項研究工作中，王宇杰研究組利用上海光源X射線成像及生物醫(yī)學應用光束線站和美國阿貢國家實驗室的先進光源32ID線站的同步輻射高速CT成像技術，對三維的顆粒堆積體系的微觀結構及動力學進行了實空間的成像。
　　
　　研究發(fā)現顆粒體系中的玻璃化轉變可能是非常類似于晶體結晶過程的一種特殊結構相變。其對應的玻璃結構序是一種局部緊密堆積的四面體結構，這些四面體結構可以生長形成具有分形結構的團簇，同時其形狀及大小的增長符合位形熵驅動的成核模型，這些都非常類似于快速降溫的晶體生長模型。
　　
　　同時，他們也發(fā)現結構的關聯函數對該種結構序非常不敏感。
　　
　　王宇杰表示，該項研究表明玻璃化轉變也許是類似于結晶過程的一種普通結構相變，為玻璃化轉變這一困惑了學術界近50年的問題的較終解決提供了非常重要的實驗證據。