学术报告：松山湖材料实验室赵勇、陈自强、张华平来课题组访问交流

松山湖材料实验室赵勇副研究员、陈自强副研究员、张华平研究员于2023年11月15日来课题组访问交流，并在机电与控制工程学院S601为各位师生分别做了题为“超稳态大块金属玻璃”、“月球玻璃地质学时间尺度的超凡老化效应”和“玻璃固体中的类液体原子: 分子动力学模拟研究玻璃中的原子运动”系列精彩报告。

首先，由赵勇老师在此次交流活动中做首个报告，分享了自己对超稳态玻璃的理解和近期的进展。他由浅入深地从热力学和动力学角度讲解了非晶态材料的稳定性起源。亚稳态非晶物质会呈现出截然不同的稳定性，如火山玻璃和琥珀可以在恶劣的物理、化学环境中稳定存在数亿年；而非晶合金则表现出相对较差的热稳定性，如首次被开发出的Au-Si非晶合金在制备后室温下3小时后就开始发生晶化，24小时后样品完全晶化。差的热稳定性会使非晶合金在弛豫或老化过程中物理和化学性能发生恶化，从而限制非晶合金的长时间服役和大规模应用。那么，非晶合金能否长时间保持稳定?非晶材料稳定性的物理机制和根源是什么?这些都是非晶合金材料和物理领域长期关注的重要难题。赵老师基于室温下老化17.7年Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金和百万年寿命的嫦娥五号月壤玻璃介绍了超稳玻璃的稳定性问题。

随后，陈自强老师给大家以“月球玻璃地质学时间尺度的超凡老化效应”为题给大家介绍了玻璃界长期以来的研究热点——物理老化。然而由于实验时间的有限性，其长期老化机制至今尚不明晰。陈老师通过研究由嫦娥五号带回的经历亿万年老化的月壤中的玻璃颗粒，发现了月球玻璃的非凡老化效应：地质时间尺度的老化导致异常巨大的模量增强 (大于73.5%)，而对硬度的影响较小，即老化过程中杨氏模量和硬度的变化发生了解耦。如此惊人的老化效应主要归因于月壤玻璃在特殊的月球环境下自然选择的复杂成分(高熵效应)。月壤玻璃复杂的成分可以大幅提升淬火玻璃的能量状态和结构非均匀性，从而极大提升其老化空间，呈现出超凡的老化效应。陈老师的研究结果可为面向辐射防护和空间应用的高性能玻璃材料的研发和性能调控提供指导和帮助。

最后，张华平老师以 “玻璃固体中的类液体原子: 分子动力学模拟研究玻璃中的原子运动”为题给老师和同学们介绍了他的研究工作。张老师指出玻璃具有超强、超硬、堆积致密等典型的固体特性，同时又具有像液体一样无序的原子结构，是一个典型的复杂体系。虽然玻璃材料在生活中随处可见，且人类使用玻璃已有上千年的历史，科学家们仍然无法给出清晰玻璃微观结构和动力学图像。尽管玻璃具有和液体类似的微观结构，但人们一般认为其内部原子都已经失去了像液体一样大范围运动的能力，玻璃也通常被称为冻结的液体。而我们的研究发现金属玻璃等紧密堆积的玻璃固体中存在继承了高温液体动力学行为的类液原子。这些类液体原子并没有被冻结，他们在室温下仍然可以快速地扩散，其有效粘度非常低，比金属玻璃中其他区域的粘度低了至少6个数量级。这一发现突破了玻璃的传统微观图像，揭示出金属玻璃部分固体、部分液体的本质。

会后，三位老师分别和各位老师同学们展开了长时间的交流和讨论，同学们都表示自己在三位老师的报告中进一步理解了金属玻璃的弛豫现象和原子运动行为。同时通过此次交流，也找到了双方在技术攻关和科技成果转化合作方面的契合点，接下来将更加积极主动地交流，加强在科研方面的交流合作。

撰稿人：李信