Kinetic Fragility Directly Correlates with the Many-body Static Amorphous Order in Glass-Forming Liquids
术语“脆性”描述了当过冷液体接近其假定的玻璃化转变温度时粘度增长的速率。玻璃材料领域正在积极地寻找一种结构起源，这种结构起源支配着过冷液体中的这种动力学减慢，这种动力学减慢在结构上没有任何可辨别的变化。我们的工作表明，明确的证据表明，增长的多体静态无定形秩序是密切相关的玻璃形成液体的动力学脆性。这证实了系统对温度的动态响应隐藏在其微观结构中。这一发现可能为更深入地了解各种玻璃形成液体的弛豫时间或粘度的不同温度依赖性铺平了道路。
2021-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Universal Role of Fragility on the Yielding Transition of Active Glass under Oscillatory Shear
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究人员通过分子动力学模拟发现，活性会降低玻璃的动力学脆弱性，改变其屈服力学响应，确立了动力学脆弱性是控制被动与活性玻璃屈服的统一参数，为调控非晶材料力学响应提供了新途径。
2026-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal fragility of spin-glass ground-states under single bond changes
本文发现自旋玻璃基态对单键扰动极为敏感，单键强度超过阈值即引发分形边界零能液滴，其尺寸呈普适幂律分布，临界强度由配位数决定。
2024-03-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Fragility and thermal expansion control crystal melting and the glass transition
该研究利用非仿射晶格动力学推导 $T_g$ 与 $T_m$ 的解析关系，解释二者约 $2/3$ 的普遍比值及其与 $m/α$ 的正比规律。
2025-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Density-temperature scaling of the fragility in a model glass-former
一些玻璃形成体的扩散系数和弛豫时间等动力学量可能通过特定的组合而依赖于密度和温度，而不是独立地依赖于密度和温度，从而允许将密度和温度范围内的数据表示为单个缩放变量的函数。这种标度，称为密度-温度（DT）标度，对于具有逆幂律（IPL）相互作用的液体是精确的，但也发现在许多非IPL液体中近似有效。我们已经分析了DT缩放的后果的脆性模型玻璃形成的密度依赖性。我们发现动力学脆性的密度依赖性是弱的，并表明，它可以被理解的DT标度和DT标度在低密度的偏差。我们还表明，Adam-Gibbs关系具有DT标度性，由Adam-Gibbs关系中活化自由能的密度依赖性计算的标度指数与其他方法得到的指数值一致。
2013-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning of tetrahedrality in a silicon potential yields a series of monatomic (metal-like) glassformers of very high fragility
我们通过改变硅势中的四面体特征来探索有利于金刚石（dc）和体心立方晶体的势之间的三相点区，从而在模拟中获得单原子玻璃形成者。DC结晶总是在液体的多晶转变之前，并且当高温液体的Kauzmann温度与液-液共存线相交时，DC结晶受到阻碍。形成玻璃的液体非常脆弱。我们的研究结果表明，硅和锗液体可以玻璃化在压力接近金刚石-β-锡-液体三相点。
2006-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of Fragility of the Glass Formers in the Yielding Transition under Oscillatory Shear
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
通过模拟发现，玻璃形成体的脆性影响屈服行为：脆性玻璃在充分退火后屈服点显著增加，而强玻璃则保持恒定，并引入改进的平均场弹塑性模型解释能量壁垒的作用。
2026-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Fragility from Enthalpy Fluctuations and Fictive-Temperature Dynamics
Solid State and Structural Chemistry Unit（固态与结构化学单元）；Indian Institute of Science, Bengaluru（印度科学研究所）
本文从焓涨落出发，建立脆性与虚拟温度动力学的直接联系，通过焓-焓相关函数统一描述量热弛豫、脆性及非平衡结构停滞。
2026-09-09 cond-mat.stat-mech
Understanding, predicting, and tuning the fragility of vitrimeric polymers
脆性是描述玻璃形成材料在过冷时如何突然凝固的经验性质。脆性程度对材料的功能性和加工性以及我们对玻璃化转变的基本理解具有重要意义。然而，脆弱性背后的微观结构特性仍然知之甚少。在这里，我们解释了微结构脆弱性的联系，在vitrimeric网络，一种新型的高性能聚合物具有独特的键交换功能和不寻常的玻璃形成行为。我们的结果是从粗粒度的计算机模拟和第一性原理模式耦合理论（MCT）的星形聚合物玻璃体。我们首先证明，可以在一个前所未有的广泛的范围内，从脆弱到强大的，甚至超强的行为，通过降低体积密度的vitrimer的脆弱性进行调整。值得注意的是，这整个现象可以通过微观MCT再现，从而挑战了传统的信念，即现有的第一性原理理论不能解释非脆弱行为。我们的MCT分析使我们能够合理地识别脆弱到超强的交叉，这是植根于静态结构因子对温度变化的敏感性的微观结构起源。在分子尺度上，这种行为源于占主导地位的长度尺度的变化，从排斥体积相互作用的链内吸引力的vitrimer密度降低。最后，我们开发了一个简化的示意性MCT模型，它证实了我们的微观发现的结论，并将我们的研究结果与早期的MCT研究相结合。我们的工作揭示了玻璃形成物质中难以捉摸的结构-脆弱性联系，并为设计具有按需动态响应的新型非晶材料提供了基于第一性原理的平台。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling the glassy dynamics of active particles: Tunable fragility and reentrance
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；University of Göttingen（哥廷根大学）；CNRS UMR 7083, ESPCI Paris, PSL Research University（法国国家科学研究中心UMR 7083，巴黎高等物理化工学院，PSL研究大学）
本研究通过模拟活性粒子系统，探讨了活动性对玻璃动力学的影响，揭示了非单调松弛时间演变及玻璃脆弱性可调性。
2026-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Correlation between Fragility and the Arrhenius Crossover Phenomenon in Metallic, Molecular, and Network Liquids
我们报告的动态脆性指数$m$和减少Arrhenius交叉温度$θ_A = T_A/T_g$在各种玻璃形成液体之间的一个明显的相关性的观察，确定三个可区分的组。特别是，对于11种玻璃形成金属液体，我们普遍观察到平均扩散系数从高温Arrhenius到低温超Arrhenius行为的交叉，大约在稳定液相中的$θ_A \approx 2$。相反，对于易碎的分子液体，这种交叉发生在低得多的$θ_A \approx 1.4$，通常在其过冷状态。强网络液体的$θ_A$值跨越高于2的宽范围。有趣的是，高温活化屏障$E_\infty$被普遍发现是$\sim 11\ k_B T_g$，并且与金属和分子液体的脆性或降低的交叉温度$θ_A$无关。这些观测结果提供了一种从高温液体量（$E_\infty$和$θ_A$）估计低温玻璃态特性（$T_g$和$m$）的方法。
2016-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shearing or Compressing a Soft Glass in 2D: Time-concentration superposition
我们报告的表面剪切流变测量致密的不溶性单层的微米大小的胶体球在油/水界面和蛋白质$β$ -乳球蛋白在空气/水表面。正如预期的那样，弹性模量在响应中显示出变化的特征，随着浓度的增加，从粘性液体向弹性固体变化，并且随着剪切频率的增加，从弹性向粘性变化。令人惊讶的是，在临界填充分数以上，通过重新调整频率和模量的大小，可以将在不同浓度下测量的复弹性模量曲线叠加以形成主曲线。这提供了一个强大的工具外推的材料响应函数的实验可达的频率范围。结果进行了讨论，在最近的实验散装系统，并表明，这些二维单层应被视为接近软玻璃态。
2003-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Understanding the Dynamics of Glass-forming Liquids with Random Pinning within the Random First Order Transition Theory
大量的计算机模拟进行了一些模型玻璃形成液体在两个和三个维度，以研究它们的动态时，随机选择的一部分颗粒冻结在其平衡位置。对于所有的研究系统，我们发现，温度依赖性的$α$弛豫时间提取的重叠功能有关的自我部分的密度自相关函数可以解释的框架内的随机一阶跃迁（RFOT）理论的玻璃化转变。我们提出了一个缩放描述合理的模拟结果，并表明我们的数据为$α$弛豫时间的所有温度和引脚浓度与此描述是一致的。我们发现，从拟合的温度依赖性的$α$弛豫时间的Vogel-Fulcher-Tammann（VFT）的形式得到的脆性参数减少了几乎一个数量级的引脚浓度从零增加。我们的缩放描述与RFOT的静态长度尺度的脆弱性参数，从而提供了一个物理理解的框架内的RFOT理论的脆弱性。这些研究结果的影响，出现在RFOT理论的指数的值进行了讨论。
2016-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Random Pinning on the Yielding Transition of Amorphous Solid under Oscillatory Shear
本研究通过模拟随机钉扎对振荡剪切下非晶固体屈服转变的影响，发现钉扎增加使玻璃从脆弱变强，并显著抑制剪切带形成。
2024-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling between structural relaxation and diffusion in glass-forming liquids under pressure variation
本文采用集体非线性朗之万方程（ECNLE）理论和分子动力学（MD）模拟方法研究了玻璃形成液体在不同压力下的结构弛豫和活化扩散。外部压力限制了单个分子在其笼中的局部运动，并引发合作运动的减慢。虽然ECNLE理论和模拟通常预测玻璃化转变温度和动态脆性随压力单调增加，但模拟表明，当压力高于1000 bar时，脆性降低。发现结构弛豫时间与逆扩散常数线性耦合。值得注意的是，这种耦合与压缩无关。理论计算与模拟结果在数量上吻合得很好，也与以前的工作一致。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming versus Glass Transitions
最近的想法的基础上组装的无摩擦颗粒在机械平衡的性能提供了一个视角的非晶系统不同于传统的方法起源于液体理论。这两种观点之间的关系，如果有的话，以及前者与玻璃相的相关性，一直难以确定。在本文中，我们介绍了一个模型，这两种理论严格适用：它表现出一方面是一个理想的玻璃化转变和其他“干扰”功能（脆弱性，软模式）几乎相同的真实系统。这使我们能够理清这两种物理现象的不同内容和适用范围。
2009-05-20 cond-mat.stat-mech
Breakdown of the Stokes-Einstein relation in two, three and four dimensions
低温下扩散率和粘度之间斯托克斯-爱因斯坦（SE）关系的崩溃被认为是液体玻璃动力学的标志之一。理论分析与这种故障与存在的异质动态，并通过扩展，与玻璃形成的脆弱性。我们进行了调查的SE关系的故障在2，3和4个维度，以了解这些相互关系。模型玻璃形成者的模拟结果表明，SE关系的破裂程度随着空间维数的增加而降低。击穿本身可以合理化，通过之间的差异的激活自由能的扩散和粘度（或弛豫时间）在亚当-吉布斯关系在三维和四维。在二维的行为也可以理解在一个广义的亚当-吉布斯关系，在以前的工作中观察到。我们计算各种措施的动态异质性，并发现SE故障和措施的动态异质性的程度一般是相关的，但也有一些例外。我们研究的二维系统显示出在高温和低温下的三维和四维系统的行为模式的偏差。研究的液体的脆弱性被发现与空间维度增加，相反的期望的基础上的脆弱性与异质动态的关联。
2012-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Arrhenius behavior and fragile-to-strong transition of glass-forming liquids
玻璃形成液体的非阿氏行为的表征是理解非晶态材料形成机制的一个广阔的研究途径。在这种情况下，本文探讨了玻璃形成系统的粘度的主要属性，考虑超Arrhenius扩散过程。我们建立的粘性活化能作为温度的函数，测量系统的脆弱程度，并通过标准的Angell的图表征的脆弱到强的过渡。我们的研究结果表明，在脆弱的液体中观察到的非阿克里乌斯行为可以理解，通过非马尔可夫动力学，这些系统的扩散过程的特征。此外，脆弱到强的转变对应于玻璃化转变过程中的时空范围的相关性的变化。
2020-04-19 cond-mat.stat-mech
Slow dynamics, dynamic heterogeneities, and fragility of supercooled liquids confined in random media
利用分子动力学模拟方法，研究了过冷液体在随机障碍物中的慢动力学行为。我们从密度关联函数、均方位移、非线性动力学极化率、非高斯参数和脆性等方面研究了类玻璃到类洛伦兹气体的动力学过渡行为。随着障碍物密度的增加，合作动力学和空间非均匀动力学被抑制，这导致弛豫时间的温度依赖性中的更多的Arrhenius行为。我们的研究结果是定性与最近的实验和数值研究的结果，各类空间异质系统。我们还研究了移动粒子的动力学对生成随机矩阵的协议的依赖性。对于一类方案，观察到随着流动颗粒密度{ \it增加}从被捕集相到液相的折返转变。这种再进入解释的流动颗粒可用的空隙的体积分布。
2011-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum-to-classical crossover in the spin glass dynamics of cavity QED simulators
本研究通过求解受阻多体自旋-玻色子问题的淬火动力学，探究自旋尺寸对腔QED模拟器中自旋玻璃序形成的影响，揭示了陡峭的量子-经典渡越现象及玻色子介导频率对自旋玻璃序的共振增强效应，为相关实验验证提供了理论依据。
2024-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Glassy swirls of active dumbbells
软哑铃的致密二元混合物的动力学，每个受到主动推进力和热波动，显示出突然停止，首先到平移，然后到旋转玻璃，因为一个降低温度$T$或自推进力$f$。温度诱导玻璃与活性诱导玻璃有什么不同？为了解决这个问题，我们监测沿$(T-f)$平面中的等弛豫时间轮廓的动态。我们发现显着的差异，在脆弱性和性质的动态异质性，其中包括发病的玻璃形成-活动诱导的玻璃表现出大漩涡或漩涡，其规模是由活动，并出现分歧，因为一个方法的玻璃化转变。这种大的集体旋转运动应该对上皮层中的集体细胞迁移有影响。
2017-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Some Finite Size Effects in Simulations of Glass Dynamics
我们提出了一个分子动力学计算机模拟的结果，我们调查的动态二氧化硅。通过考虑不同的系统尺寸，我们表明，在模拟这种强大的玻璃前体的动力学令人惊讶的大有限尺寸的影响。特别是，我们证明了非相干中间散射函数的弛豫时间和均方位移的时间依赖性受到这种有限尺寸效应的影响。通过将系统压缩到高密度，我们将其转化为一个脆弱的玻璃形成器，并发现对于该系统，这些类型的有限尺寸效应要弱得多。
1996-10-08 cond-mat.stat-mech
Plasticization and antiplasticization of polymer melts diluted by low molar mass species
利用广义熵理论推导出被结构性分子添加剂稀释的聚合物熔体的玻璃形成分析，该理论涉及亚当-吉布斯模型和基于聚合物熔体晶格模型的构型熵直接计算的结合，其中包括单体结构效应。抗增塑伴随着相对于纯聚合物的玻璃混合物的“增韧”，并且发现当稀释剂是与聚合物基质具有强烈吸引力的相互作用的小物种时发生这种效果。增塑导致玻璃化转变温度T_g降低和脆性主体聚合物在玻璃态下的“软化”。与聚合物基质具有弱吸引力相互作用的小添加剂促进塑化。计算了全柔性短链低聚物稀释聚苯乙烯的T_g的变化，以及T_g下等温压缩系数的相对变化，以表征添加剂作为增塑剂或抗增塑剂的程度。该理论预测，降低的脆性可以伴随着分子添加剂对玻璃的增塑和反增塑。通过分析稀释剂的性质（内聚能、链长和刚度）对稀释聚合物熔体中玻璃形成的影响，合理地解释了这些分子添加剂对聚合物的玻璃化转变温度和脆性的普遍降低。在改变流体组成时引起的固定温度下的玻璃形成的描述直接暗示了作为聚合物浓度的函数的结构弛豫时间的Angell方程，并且计算出的“零迁移率浓度”与逆聚合指数N成线性比例。
2010-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure-Dynamics Correlation and Its Link to Fragility and Dynamic Heterogeneity
本研究通过LJ、WCA及改进LJ(q,p)系统检验结构-动力学相关性与脆性的关系，发现该相关性更紧密地联系于单粒子迁移率对比度，而非随脆性变化的空间相关长度。
2025-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermodynamic model for the glass transition: deeply supercooled liquids as mixtures of solid-like and liquid-like micro-regions
对于刚高于其玻璃化转变温度的深度过冷液体，我们提出了一个简单的热力学模型，其中深度过冷液体被假定为类固体和类液体微区的混合物。类液体区域的摩尔分数控制着过冷液体的热力学性质，而类固体区域的摩尔分数控制着过冷液体的弛豫时间或粘度。从深过冷液体的摩尔过剩熵的温度依赖性出发，导出了类液区摩尔分数的温度依赖性，从而得到了深过冷液体的弛豫时间或粘度的温度依赖性.我们的模型的一个中心参数，然后被证明是一个衡量的脆弱性的过冷液体。我们还提出了一种方法来测试我们的物理图像的深度过冷液体的分子动力学模拟的模型液体。
2012-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxation Patterns in Supercooled Liquids from Generalized Mode-Coupling Theory
玻璃化转变的模式耦合理论根据两点密度关联函数来处理过冷液体的动力学。在这里，我们考虑一个广义的，层次化的模式耦合方程，其中考虑到多点密度相关性的全部基础。通过改变控制高阶相关性的有效贡献的参数，我们表明，无限的层次结构可以产生尖锐的和避免的玻璃化转变。此外，系数形式的微小变化导致结构弛豫时间的不同标度行为，提供了一种调节玻璃形成材料的脆性的方法。这表明，无限阶广义模式耦合理论的结构构成了一个强大的和统一的框架动力学理论的玻璃化转变。
2014-11-25 cond-mat.stat-mech
Scaling Relations for Temperature Dependences of the Surface Self-Diffusion Coefficient in Crystallized Molecular Glasses
结晶动力学具有普遍性和与结晶体系类型无关的特点。利用标度关系描述表面自扩散系数$D_s$的温度依赖性的可能性，这是结晶动力学的关键特征之一，已被证明在各种结晶分子玻璃的应用。它已被证明，作为无量纲温度的函数的表面自扩散系数$D_s$是由幂律再现，并普遍缩放所有考虑系统。实验数据的分析揭示了结晶动力学特性、脆性指数和液体玻璃形成能力判据之间的相关性。它已被证明，这种相关性可以得到广义爱因斯坦-斯托克斯关系内。
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-Gaussian excitations model for the glass transition
我们开发了一个修改后的“两态”模型与高斯宽度的网站能量的基态和激发态，符合预期的无序系统。在位形空间中分析了系统的热力学性质，发现它是简单的两态模型（位形空间中的“对数”模型）和随机能量模型（位形空间中的“高斯”模型）之间的桥梁。由随机能量模型给出的Kauzmann奇异性对于非常脆弱的液体仍然存在，但对于较强的液体被抑制或消除。通过最近的模拟二元混合Lennard Jones和软球系统的恒定体积热容的尖锐形式被再现的模型，是各种实验室系统，强大和脆弱的过剩熵和热容。在所有情况下，理想玻璃都具有窄高斯分布，在分子和原子玻璃形成者中几乎不变，而激发态高斯分布取决于系统，其宽度在热力学脆性中发挥作用。该模型预测脆性液体存在一级相变。
2005-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confinement effects on the spatially inhomogeneous dynamics in metallic glass films
我们发展了Elementary集体非线性Langevin方程理论，首次研究了加盖金属玻璃薄膜的玻璃动力学。计算了在不同温度和玻璃化标准下，晶体尺寸对结构弛豫时间和玻璃化转变温度（Tg）空间梯度的影响。分子动力学在粗糙固体表面附近显著减慢，而远离界面的位置处的动力学加快。在厚膜中，由于两个表面之间的干涉效应很弱，因此由体值归一化的迁移率梯度很好地服从双指数形式。薄膜厚度的减小导致了两个表面之间的强动力学耦合，并减小了弛豫梯度。玻璃化转变温度的归一化梯度与玻璃化时间尺度无关，并且可以用叠加函数拟合，因为薄膜不是超薄的。局部脆弱性被发现保持不变的位置。这一发现表明，可以使用Angell图的体弛豫时间和玻璃化温度的空间梯度来表征金属玻璃膜中的玻璃态动力学。我们的计算结果与实验数据和模拟吻合得很好。
2022-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Microscopic theory of the glassy dynamics of passive and active network materials
玻璃态动力学的签名已被实验确定为丰富的各种材料，其中分子网络提供刚性。在这里，我们提出了一个理论框架来研究被动和主动网络材料的玻璃化行为。我们构建了一个通用的微观网络模型，该模型结合了单个细丝的非线性弹性和拥挤引起的空间位阻约束。基于结构玻璃形成液体和随机场伊辛磁体之间的建设性类比使用异质自洽声子方法实现，我们的计划提供了一个微观的方法来确定失配表面张力和构型熵，竞争确定的障碍内的随机一阶跃迁理论的结构重排从本地能量最小值逃逸。该模型概括了交联对无机网络玻璃形成体脆性的影响。对于活跃的网络材料，映射，其相关的玻璃特性的网络结构和非平衡运动过程的属性，显示捕捉几个关键的实验观察活细胞的细胞骨架：高度连接的紧张网络表现为强大的玻璃形成;激烈的运动动作促进重构。事实上，我们的模型假设一个负的运动易感性预测后者表明，平均而言，在活细胞中的机动过程抵抗施加的机械负荷。我们的计算还确定了一个spinodal点，同时失配惩罚消失，无定形包装的机械稳定性消失。
2012-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
