离子玻璃形成剂显示玻璃稳定性与松弛宽广性之间的逆关系
软凝聚态物质
2025-09-09 v1
摘要
超导液体在冷却至玻璃转变温度后经历动态快速变化，从流动液体转变为无定形固体。根据黏度随温度在玻璃转变附近变化的陡峭程度，玻璃形成剂可分为坚实型或脆性型。存在一种经验关系：玻璃形成剂的脆性与其松弛光谱的宽广性呈正相关。然而，此相关性的微观起源尚不明确，其普适性曾受争议。本文表明，该关系在具有离子相互作用的有机材料中被逆转。我们引入一种新型材料体系：由高度带电疏水性聚合物通过温和离子相互作用交联而成，其兼具坚实的玻璃转变与异常宽广的机械松弛光谱。通过调查多种离子液体、聚合物化离子液体及离子聚合物，发现所有带电材料都遵循一种与非带电材料相反的脆性与松弛宽广性趋势。这一发现表明，长程离子相互作用在玻璃化过程中发挥特殊作用，为开发兼具坚实玻璃形成剂工艺性与聚合物机械耗散性能的新型材料提供了途径。
引用
@article{arxiv.2509.06042,
title = {Ionic glass formers show an inverted relation between fragility and relaxation broadness},
author = {Sophie G. M. van Lange and Diane W. te Brake and Eline F. Brink and Jochem Pees and Mathilde M. van Nieuwenhuijzen and Nayan Vengallur and Alessio Zaccone and Andrea Giuntoli and Joris Sprakel and Jasper van der Gucht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.06042},
year = {2025}
}