玻璃形成液体中慢动力学的微观结构起源：解锁过冷液体奥秘

过冷液体动力学迟缓，其机制不明。研究人员开展模型玻璃形成液体结构 - 动力学关系研究，聚焦 “T1 过程”。发现 T1 过程维持结构有序能力决定液体脆性，明确三者联系，有助于深入理解过冷液体结构 - 动力学关系。

　　过冷液体（Supercooled liquids）呈现出迟缓的动力学特性，这一现象通常归因于其结构特征，然而背后的机制却仍不明确。在此，研究人员对模型玻璃形成液体（model glass-forming liquids）的结构 - 动力学关系展开了数值研究，特别关注一种被称为 “T1 过程”（T1 process）的基本粒子重排模式。研究发现，T1 过程在前后保持玻璃态结构有序的能力，对于决定液体的脆性（fragility）—— 即其表现为超阿伦尼乌斯（super-Arrhenius-like ）还是阿伦尼乌斯（Arrhenius-like ）行为 —— 至关重要。如果 T1 过程破坏了局部结构有序，它必须独立发生而不存在协同作用，从而导致阿伦尼乌斯行为。相反，如果它能够维持有序，就会从无序的周边区域依次传播到高结构有序区域的中间，进而产生协同作用和超阿伦尼乌斯行为。这项研究在液体结构有序性、动态协同性（dynamic cooperativity）和超阿伦尼乌斯动力学之间建立了微观联系，拓展了人们对过冷液体中结构 - 动力学关系的理解。