玻璃通常被视为固体，但理论显示其行为可能更接近缓慢流动的液体。荷兰乌得勒支大学的物理学家近日通过实验创造了一种处于热力学平衡的玻璃相，这一发现挑战了传统认知，因为许多理论认为平衡玻璃相不可能存在。研究第一作者Thijs Besseling表示：“在很多人看来，玻璃和平衡状态是相互排斥的。”这项成果已发表在《自然通讯》杂志上。
玻璃的内部结构缺乏晶体的有序排列，同时分子也不像液体那样自由移动，常被描述为非平衡材料，即冷却过快导致原子陷入混沌状态。乌得勒支大学的研究人员使用胶体模型系统替代原子玻璃，胶体比原子大但物理行为相似，便于显微镜下追踪。他们选择棒状粒子而非球形胶体，棒状粒子可横向移动和旋转，创造了位置无序但粒子可旋转的玻璃态，这种状态在能量上更有利，系统会自然回归。
实验中，研究人员施加外部电场将棒状玻璃暂时推向晶体结构，理论上晶体更稳定，但关闭电场后材料恢复为类玻璃态，表明系统处于平衡而非中间状态。Besseling指出：“关于类玻璃态可以处于平衡状态的说法颇具争议。”团队与模拟专家Laura Filion合作进行计算机模拟，在简化模型中观察到相同行为：高密度下无序状态比晶体更稳定，增强了结果的可靠性。
这项研究未证明日常窗玻璃处于平衡状态，原子系统与胶体模型存在差异，但揭示了粒子形状在玻璃化转变中的关键作用。许多分子具有细长形状并可旋转，旋转可能对玻璃形成至关重要，这是现有理论常忽略的元素。对玻璃化转变的深入理解有助于预测无序材料特性，可能推动电池、涂层、生物材料等领域发展，并与生物学和医学中类似玻璃的动力学过程相关。
出版详情：作者：Rosa van den Dool, Utrecht University；标题：《Is glass a solid or a super slow liquid? Physicists create equilibrium glassy phase from rod-shaped particles》；发表于：《Nature Communications》(2026)；期刊信息：《Nature Communications》。
