揭示结构缺陷在非晶固体变形中的关键作用
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2024-10-20 15:04:51
摘要 印度科学教育与研究学院 (IISER) 浦那分校和印度科学与工业研究委员会-国家化学实验室 (NCL) 浦那分校的研究人员表明，非晶态固体的宏...
印度科学教育与研究学院 (IISER) 浦那分校和印度科学与工业研究委员会-国家化学实验室 (NCL) 浦那分校的研究人员表明，非晶态固体的宏观变形受材料内的结构缺陷控制。
该联合研究由 IISER 浦那的 Vijayakumar Chikkadi 博士和 IR-NCL 浦那的 Sarika Bhattacharyya 博士领导，将胶体玻璃(非晶态固体的模型系统)的实验研究与基于结构序参数的理论框架相结合。
该研究结果发表在美国科学院院刊上，解决了材料科学和凝聚态物理学中一个长期存在的问题。
所有材料在受到外部应力时都会变形。1934 年，G.I. Taylor、M. Polanyi 和 E. Orowan 分别解释说，宏观变形源于材料内部缺陷的动态变化。在晶体固体中，由于晶格畸变，识别这些缺陷相对简单。
然而，在非晶态固体中，由于缺乏长程有序性，检测缺陷状区域变得更加困难。虽然已经提出了几种方法来识别无序固体中的软缺陷状区域，但在实验系统中直接观察仍然很困难。
为了解决这一问题，IISER Pune 的 Ratimanasee Sahu 和 Vijayakumar Chikkadi 博士使用稠密的胶体悬浮液(作为无定形固体的模型)进行了实验。通过利用先进的显微镜技术跟踪近 100,000 个单个胶体颗粒在三维空间中的运动，他们获得了前所未有的微观信息，而这些信息在原子系统中很难获得。
这些研究利用了 Mohit Sharma 和印度科学与工业研究理事会 (IR-NCL) 的 Sarika Bhattacharyya 博士开发的结构序参数，量化了非晶悬浮液中的软区和硬区，从而识别了结构缺陷。
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