Segmental Dynamics in the Strain-hardening Regime for Poly(methyl methacrylate) Glasses with and without Melt-stretching
University of Wisconsin – Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本研究通过光漂白技术测量有无熔融拉伸的PMMA玻璃在应变硬化区的链段动力学，发现熔融拉伸的PMMA应变硬化更显著、链段动力学快约15%，未拉伸PMMA深应变硬化区链段动力学加速最高达40%，结果与模拟一致。
2026-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular mobility in driven monomeric and polymeric glasses
我们表明，在单体过冷液体和玻璃，塑性流动在恒定的剪切应力$σ$，而被变形与应变速率$\dotε$，微观结构弛豫时间$τ_{\rm str}$给出的通用关系$σ/G_\infty\dotε$与$G_\infty$的模量。这个等式适用于从玻璃化转变温度以上一直到无热极限的所有流变状态，并且是由弹性加载和粘性耗散的竞争效应引起的。然而，在大分子（聚合物）玻璃中，应力从该弛豫时间开始衰减，并且$τ_{\rm str}$实际上进一步减小，即使在玻璃态应变硬化期间$σ$升高。我们开发的表达式来捕捉这两种效果，从而提供了一个框架，用于分析玻璃材料中的迁移率测量。
2018-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fast generation of ultrastable computer glasses by minimization of an augmented potential energy
我们提出了一个模型和协议，使生成的非常稳定的计算机眼镜在最小的计算成本。该协议包括一个瞬时淬火增强势能景观，粒子半径作为额外的自由度。我们演示了如何我们的眼镜的机械稳定性，这是很容易在我们的方法，是反映在微观和宏观观测。我们的观察表明，我们的计算机眼镜的稳定性至少是可比的著名的交换蒙特卡罗算法产生的计算机眼镜。引人注目的是，在我们的方案中，一些关键性质甚至支持定性增强的稳定性：准定域激发的密度在我们最稳定的计算机眼镜中显示出间隙，其大小与粒子的多分散性成比例。我们解释了这一观察结果，这与我们在小应力下观察到的缺乏塑性是一致的。它还表明，这些玻璃是从两级系统耗尽，类似于实验气相沉积超稳定玻璃。
2019-01-04 cond-mat.soft
Factors correlating to enhanced surface diffusion in metallic glasses
在金属玻璃（MG）中，表面扩散（DS）相对于本体（DV）的增强是有据可查的，并且可能强烈影响通过气相沉积生长的玻璃的性质。在这里，我们使用经典的分子动力学模拟，以确定不同的因素影响的增强表面扩散的MG。MG具有简单的原子结构，并且属于中等脆性玻璃的类别，其随着接近玻璃化转变温度（Tg）的冷却而经历体动力学的显著减慢。我们观察到，DS表现出更温和的放缓相比DV接近Tg时，DS/DV在Tg的变化由两个数量级之间的MG调查。我们表明，无论是表面能和表面原子的缺失键的分数显示良好的相关性DS/DV，这意味着在表面的最近邻的损失直接转化为更高的流动性，不同的网络和氢键键合的有机玻璃的行为。脆性，接近Tg的体积动力学的减速的量度，也与DS/DV相关，更脆弱的系统具有更大的表面增强的流动性。观察到的偏差的脆弱性和DS DV的关系示出相关的隔离或耗尽的移动元素在表面上的程度。最后，我们探讨了扩散指前因子（D 0）和活化能（Q）之间的关系，并与之前为大块玻璃建立的ln（D 0）-Q相关性进行比较，证明了与实验中MD相似的相关性，并且表面和大块玻璃具有非常相似的ln（D 0）-Q相关性。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A molecular perspective on the yield and flow of polymer glasses: The role of enhanced segmental dynamics during active deformation
University of Wisconsin – Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本章从分子视角探讨聚合物玻璃力学响应，关注主动变形中链段动力学变化对力学性能的影响，为理解其变形特征提供了依据。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stable Glasses of Organic Semiconductor Resist Crystallization
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
针对玻璃态固体不稳定性的技术限制，研究发现通过控制物理气相沉积（PVD）温度可将有机半导体Alq3的PVD玻璃抗结晶能力提高至少10倍，为解决OLED器件结晶失效提供了新策略。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical annealing of model glasses: Effects of strain amplitude and temperature
利用分子动力学模拟研究了有限温度下非晶态固体对振荡剪切的动态响应。收集的数据从退火不良的二元玻璃，这是在弹性制度在几百个剪切周期性变形。我们发现，所需的特征时间达到一个最小的势能的稳定状态是在较高的温度和较大的应变振幅较长。随着应变振幅的减小，势能的渐近值增加，但它仍然低于静态样品。势能的瞬态衰减与具有大的非仿射位移的原子所占据的体积逐渐减小密切相关。相比之下，当系统的大部分开始可逆变形时，剪切应力振荡的最大振幅相对较快地达到。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Slip avalanches in metallic glasses and granular matter reveal universal dynamics
材料变形的普适性是非常有趣的：如果存在普适的标度关系，它将以一种与材料无关的方式弥合从微观变形到宏观响应的差距。虽然变形纳米柱，大块金属玻璃和颗粒材料的力统计与平均场预测最近的协议支持普遍的标度关系的想法，在这里，我们第一次证明，普遍性超出了统计，并适用于滑移动力学。通过严格比较两个非常不同的系统，大块金属玻璃和粒状材料的统计和动力学的力量波动，我们清楚地建立了一个材料独立的普遍制度的变形。我们通过实验验证了预测的普遍尺度函数的时间演化的个人雪崩，并表明，无论是滑移统计和动力学是普遍的，即独立的尺度和细节的材料结构和相互作用。这些结果是重要的跨尺度和材料结构的实验结果在一个单一的变形理论。
2016-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural transformations in porous glasses under mechanical loading. I. Tension
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在拉伸载荷下的孔结构和力学性能的演变。我们考虑玻璃状系统中获得的相分离的过程后，快速等容淬火的玻璃形成液体的温度低于玻璃化转变。未变形样品中的多孔结构随着平均玻璃密度的增加而从连通的多孔网络变化为随机分布的孤立孔。我们发现，在小应变，弹性模量遵循幂律依赖于平均玻璃密度和孔径分布保持几乎相同的静态样品。在进一步加载时，孔变得显著变形并聚结成更大的空隙，这导致形成与材料断裂相关的跨越系统的空区域。
2017-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Strain Hardening of Polymer Glasses: Entanglements, Energetics, and Plasticity
模拟被用来研究聚合物玻璃中应变硬化的微观起源。虽然在很宽的温度范围内的应力-应变曲线可以拟合熵网络模型预测的函数形式，但许多其他结果与这些模型的物理图像根本不一致。应力太大而不能成为熵，并且与温度有错误的趋势。在大应变下，最引人注目的硬化反映了能量的增加，因为链在纠缠之间被拉紧，而不是熵的变化。当加热到玻璃化转变温度以上时，只有在变形样品的形状恢复过程中才观察到弱的熵应力。虽然短链不形成缠结网络，但它们表现出部分形状恢复、取向和应变硬化。所有链长的应力崩溃时，对链拉伸的微观措施，而不是宏观拉伸绘制。热对应力的贡献与通过链间键的断裂和重整测量的塑性速率成正比。这些观察结果表明，应变硬化的正确微观理论应该基于玻璃态物理学，而不是橡胶弹性。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Identifying the relevant parameters in design strategies for stable glasses
Laboratoire de Physique de l’École normale supérieure ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎大学）；Dipartimento di Fisica, Università di Trieste（的里雅斯特大学物理系）；Gulliver, CNRS UMR 7083, ESPCI Paris, PSL Research University（巴黎欧洲物理化工学校高尔维尔实验室，法国国家科学研究中心，巴黎文理研究大学）
研究探讨了稳定玻璃设计中哪些参数最能提升稳定性，指出粒子直径动态变化是主因，而非优化的物理量。
2026-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Length Scale of Correlated Dynamics in Ultra-thin Molecular Glasses
物理气相沉积（PVD）广泛用于制造无定形有机固体的超薄层。在这里，我们表明，这些薄膜表现出急剧的转变，从玻璃状固体液体状的行为与厚度低于30 nm。即使在远低于玻璃化转变温度T $_{\mathrm{g}}$的温度下，这种液体状行为也持续存在。这些薄膜中增强的动力学可以在PVD过程中产生大尺度的形态特征，并导致在低至T $_{\mathrm{g}}$-35 K的温度下保持的薄膜中的去湿不稳定性。我们通过监测去湿动力学来测量有机玻璃膜的有效粘度。这些测量结合冷却速率依赖T $_{\mathrm{g}}$测量表明，重排的表观活化势垒急剧下降，薄膜厚度小于30 nm。这些观察结果表明，长距离的自由表面诱导的动力学的便利，与纳米尺度的非晶材料的性能的显着影响。
2016-03-23 cond-mat.soft
Reversing strain deformations probe mechanisms for enhanced segmental mobility of polymer glasses
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究通过光学探针重取向测量与纯力学测量，探究反向应变变形对聚合物玻璃链段流动性的影响，发现屈服应变60%及以上变形可引发老化机制，且与理论模拟结果相符。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatiotemporal structures in aging and rejuvenating glasses
复杂的时空结构在玻璃冷却后老化和玻璃加热后再生的过程中发展。理解这些结构的关键是激活的重新配置事件之间的相互作用，产生的流动性和流动性的运输。这两种效应都是由激活事件的随机一阶跃迁理论与非均匀环境中的模式耦合理论相结合来解释的。预测的修改流动性运输的时间过程中的老化制度是温和的。相比之下，通过传播源自初始重新配置事件的增强移动性的前沿，再生过程受到强烈影响。再生玻璃中的结构类似于火焰。沿着燃烧理论的分析提供了对前缘传播速度的估计。对于具有自由表面的玻璃，自然会发生不均匀的再生。与燃烧的类比也提供了一种新的方式来看待由情况II和超级情况II扩散描述的玻璃吸收稀释剂。
2008-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Enhanced Long Wavelength Mermin-Wagner Fluctuations in Active Crystals and Glasses
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究揭示了活性噪声对晶体和玻璃中长波波动的影响，使临界维度从2提升至3，并导致MSD平台值的三维对数发散。
2026-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Measurement of the depth-dependent local dynamics in thin polymer films through rejuvenation of ultrastable glasses
本研究利用稳定玻璃薄膜等温复壮的转变前沿作为纳米级探针，测量聚苯乙烯等薄膜随深度变化的过冷弛豫动力学，揭示表面增强迁移层及其对膜厚性质的控制作用。
2023-12-11 cond-mat.soft
Schematic models for dynamic yielding of sheared colloidal glasses
稠密悬浮液的非线性流变特性进行了讨论简化的模型，建议最近的第一原理方法的模型中的恒定速度梯度溶剂流的布朗粒子。胶体流体的剪切变稀和胶体玻璃的动态屈服产生于由于粒子相互作用而导致的结构弛豫的减慢和由密度波动的剪切平流引起的波动的增强的去相关之间的竞争。一个模式耦合的方法来探索剪切引起的抑制粒子笼和由此产生的结构弛豫的速度。
2002-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cooling under applied stress rejuvenates amorphous alloys and enhances their ductility
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃冷却过程中施加的拉应力对玻璃势能态和力学性能的影响。我们研究的三维二元混合物，首先在玻璃化转变温度附近退火，然后在张力下迅速冷却到玻璃相。结果表明，在较大的外加应力值下，液态玻璃形成体在较高的应变下冻结，其势能增强。对于固定的冷却速率，当初始温度增加到玻璃化转变点以上时，冷却期间可以施加的最大拉伸应力减小。我们还表明，再生玻璃的无定形结构的特点是增加了较小类型的原子之间的接触的数量。此外，拉伸试验的结果表明，在较大的施加应力和较高的初始温度下制备的玻璃中，弹性模量和应力过冲的峰值降低，从而表明增强的延展性。这些研究结果可能有助于开发提高大块金属玻璃塑性的加工和制备方法。
2020-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystallization Mechanism of Hard Sphere Glasses
在过冷液体中，玻璃化通常抑制结晶。然而，有些玻璃尽管阻止了扩散运动，仍然可以结晶。这个不太清楚的过程可能会限制玻璃的稳定性，但其微观机制尚不清楚。在这里，我们提出了广泛的计算机模拟解决在恒定体积（如在胶体实验）的单分散硬球玻璃的结晶。出现多个结晶斑块，而颗粒不必扩散超过一个直径。随着这些斑块的增长，邻近地区的流动性增强，产生了具有正反馈的动态异质性。未来的结晶模式不能单独从坐标预测：结晶收益的随机微成核事件的序列，在空间上相关的紧急动态异质性。
2011-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
The influence of periodic shear on structural relaxation and pore redistribution in binary glasses
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在振荡剪切变形下的孔结构、势能和局域密度的演化。多孔玻璃最初通过从液态跨越玻璃化转变的快速热淬火来制备，并允许相分离和在恒定体积下固化，从而在非晶态固体中产生扩展的多孔网络。我们发现，在周期性剪切下，由于玻璃质材料的逐渐重排，势能在连续的循环中降低，并且在较大的应变振幅下，数千次剪切循环后的势能的最小值较低。此外，随着循环次数的增加，孔径分布变得更加偏向于更大的长度尺度，在更大的应变幅下，开发出明显的峰，并且峰强度增强。局部密度分布函数的数值分析表明，循环加载导致形成更高密度的固体域和玻璃相的均匀化与降低密度。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Highly organized smectic-like packing in vapor-deposited glasses of a liquid crystal
研究人员制备气相沉积伊曲康唑液晶玻璃，发现衬底温度高于Tg时所得玻璃结构有序性优于热退火膜，为优化有机光电器件活性层分子堆积提供新策略。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural signatures of ultrastability in a deposited glassformer
通过分子动力学模拟研究模型玻璃形成体的气相沉积，发现局部偏好结构的形成及其在最佳沉积温度下的峰值与表面弛豫动力学相关，揭示了沉积玻璃高稳定性的结构起源。
2023-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
From ultra-fast growth to avalanche growth in devitrifying glasses
本研究通过类排斥硬球玻璃模拟发现，玻璃制备方案决定反玻璃化的晶体生长模式，常规玻璃呈快速生长模式，均匀玻璃呈界面局域的类雪崩生长，为玻璃化转变下的快速晶体生长提供了解释。
2023-08-29 cond-mat.soft
Measurement of segmental mobility during constant strain rate deformation of a poly(methyl methacrylate) glass
我们描述了一种用于进行聚合物玻璃的恒定应变率变形的装置，同时用光学探针重定向方法测量片段迁移率。聚甲基丙烯酸甲酯玻璃在Tg - 19 K下变形，局部应变速率在3.7 × 10 -5/s和1.2 × 10 -4/s之间。在这些实验中，与未变形的PMMA玻璃相比，在预屈服状态下，迁移率最初增加了40至160倍。在屈服后，即使应力由于应变软化而降低，迁移率也保持不变。这与样品在该区域的势能景观上被拉得更高的观点一致。较高的应变率导致较高的流动性在屈服后制度，并为应变率的范围内调查，流动性和应变率呈线性相关。我们观察到，热历史屈服后的流动性没有影响，变形导致段弛豫时间的分布变窄。这最后三个观察结果与先前报道的PMMA玻璃上的恒定应力实验是一致的。这里报道的实验功能进行比较，计算机模拟和理论模型。
2013-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vapor deposition rate modifies anisotropic glassy structure of an anthracene-based organic semiconductor
我们控制的各向异性分子堆积的气相沉积玻璃ABH113，氘代蒽衍生物与未来的OLED材料的承诺，通过改变沉积速率和基板温度，在它们的制备。我们发现，在基板温度从0.65 Tg到0.92 Tg，沉积速率显着修改的取向顺序的气相沉积玻璃，其特征在于通过X射线散射和双折射。这两个措施的各向异性秩序可以描述由一个单一的沉积速率基板温度叠加（RTS）。这支持了表面平衡机制的适用性，并将RTS原理从先前的液晶有序模型系统推广到非介晶有机半导体。我们发现，ABH 113气相沉积玻璃具有显着提高的密度和热稳定性相比，其对应物制备的液体冷却。对于有机半导体，本研究的结果提供了一个有效的指导使用沉积速率，以制备稳定的玻璃与控制分子堆积。
2021-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural transformations in porous glasses under mechanical loading. II. Compression
通过分子动力学模拟研究了多孔结构和玻璃密度对非晶材料压缩变形的影响。无序的多孔结构是通过将低于玻璃化转变温度的高温二元混合物淬火到相共存区来制备的。随着平均玻璃密度的降低，静态样品中的孔形态从随机分布的致密空隙变为嵌入连续玻璃相中的多孔网络。我们发现，在恒定体积下的压缩加载过程中，多孔结构在弹性状态下线性变换，并且弹性模量遵循幂律增加作为平均玻璃密度的函数。在进一步压缩时，孔显著变形并聚结成大的空隙，导致形成具有几乎均匀的玻璃相的域，这提供了在高应变下增强的抗变形性。
2017-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Linking the pressure dependence of the structure and thermal stability to α- and \b{eta}-relaxations in metallic glasses
European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech（加泰罗尼亚理工大学）；Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)（德国航空航天中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究高压条件下金属玻璃中α-和η-弛豫机制的转变，揭示压力对结构和热稳定性的影响。
2026-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microstructural and rheological training and memory of nanocolloidal soft glasses under cyclic shear
本研究利用XPCS和原位流变学揭示纳米胶体软玻璃在循环剪切下微观结构训练形成记忆，表现为位移和耗散非单调响应，在训练幅度处最小。
2024-08-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Devitrification and Melting Dynamics in Vapor Deposited Water Ice
IBM Research Europe, Hartree Centre（IBM欧洲研究中心，哈特里中心）
本研究通过模拟mW水模型，探讨了气相沉积水冰在加热下的脱玻璃化与熔化动力学，发现其熔化行为与结构稳定性及键环统计有关。
2025-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Time dependent elastic response to a local shear transformation in amorphous solids
通过分子动力学模拟研究了二维非晶态固体对诱导的局部剪切相变的弹性响应，这种相变模拟了变形玻璃中发生的基本塑性事件。我们表明，对于不同的空间实现的变换，尽管相对波动的顺序之一，长时间的平衡响应平均预测的Eshelby包含问题的连续弹性介质。我们的基本动力学的弹性信号的传播上的影响的特征。交叉传播传输的情况下，弱阻尼动力学的扩散传输强阻尼的证据。在后一种情况下，全时变弹性响应与理论预测一致，通过求解弹性介质中位移场的扩散方程获得。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Generic behavior of ultrastability and anisotropic molecular packing in co-deposited organic semiconductor glass mixtures
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究六种共沉积有机半导体玻璃混合物的稳定性与各向异性分子堆积，用差示扫描量热法等研究发现其有超稳定行为，且混合物双折射可由纯组分玻璃双折射预测，有助于设计新型电子器件。
2026-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
