几千年来，人类一直被玻璃独特的美感和物理特性所吸引，用这种材料生产珠宝、容器和工具。然而，玻璃形成现象背后的物理原理仍然令人惊讶地复杂。

在《自然通讯》上发表的一项研究中，东京大学工业科学研究所的研究人员利用数值模拟揭示了关于不同尺寸颗粒形成玻璃的新见解。他们发现了一种新型的成分排序，由小颗粒和大颗粒的图案组成，这可能会影响玻璃正确形成或部分有序的机会。

基本思想是玻璃既不是自由流动的液体，也不是有序的、结构化的结晶固体。相反，它是一种“亚稳态过冷状态”，其中液体冷却得如此之快，以至于其组成颗粒没有足够的时间重新排列自身，而是“冻结”成无序的结构。

然而，理想玻璃形成的条件(而不是产生结晶或相分离的区域)仍然不清楚。需要更好地了解来改善玻璃材料(包括智能设备屏幕)的物理性能。

近年来，开发了一种专门的模型液体来实现深度过冷状态，使研究人员能够在不受结晶或相分离干扰的情况下研究其特性。这种模型液体在科学界广受欢迎。为了更好地了解这种模型液体的特性，研究人员采用了计算机模拟。

出乎意料的是，这些模拟揭示了非常规的结构排列，例如小颗粒和大颗粒之间的连接以及中等尺寸颗粒形成的斑块，可以显着影响材料在冷却过程中的最终行为。研究人员追踪了粒子的“协调数”，它测量了它接触的邻居数量。这使他们能够识别小颗粒和大颗粒的新模式。

“我们观察到的网络状结构很不寻常，在之前的研究中没有报道过。我们将这种非常规模式称为‘奇异的组成顺序’，”主要作者华童说。人们发现这种奇特的成分排序对结构松弛动力学具有不寻常的影响。“我们的结果对这种模型液体是否可以被视为理想的玻璃形成液体提出了疑问，”资深作者HajimeTanaka解释道。

这项研究的结果有可能有助于开发理想的模型液体，专门用于探索玻璃化转变的基本性质。

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