调控原子边界制备软物质的软化理论

由于软物质在极为多样的领域中具有不可替代的应用，材料柔软性的调控具有理论与实际意义。本文旨在起草一个理论范畴以解释所有软物质背后的机制，可称之为软化理论。提出了一种具有普适目的的技术策略用于软化目标物质，即通过原子尺度调控其内部边界可显著降低物质的熔点。该理论与将原子核视为液滴并成功解释诸多现象的经典核液滴模型相吻合。它也解释了实验事实：当粒子足够小时材料熔点急剧降低，此时原子边界的效应变得弱得多。沿此方向，自然界中存在的许多现象可得到很好理解。例如，若牢记由原子核与电子构成的原子可视为流体这一事实，根据宏观与微观世界的一致性，所有由原子构成的物质量在其宏观尺度上应维持流体状态。然而，许多物质由于宏观与微观状态间一致性的破坏而无法保持其原始的原子流体行为。基于当前软化理论，现在容易理解这种一致性的破坏正是由原子相互作用产生的力所致。为解决此类内在限制，可发展一组潜在技术途径以调控物质的原子边界，从而制备所需的软材料。本工作为部分揭示材料本质提供了理论基础，将有助于未来软物质的制备。