玻璃吹制师手中的料棒正在火中旋转，熔融的二氧化硅如蜂蜜般流淌

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要理解这项突破，需要先理清玻璃态物理中的两个核心概念。

脆性（fragility）衡量的是液体冷却时黏度随温度变化的陡峭程度。二氧化硅是"强玻璃"的典范：温度降低时，其黏度平缓上升，允许工匠在较宽温度窗口内手工塑形。相比之下，普通聚合物属于"脆性玻璃"，黏度曲线陡如悬崖，稍有温差便固化，必须注塑成型。

弛豫谱则描述材料内部应力释放的方式。理想情况下，分子弛豫应遵循单一指数衰减；但实际玻璃中，不同区域的分子以不同速度运动，形成宽谱特征。传统上，物理学家观察到一条近乎普适的经验规律：强玻璃形成体弛豫谱窄，脆性玻璃形成体弛豫谱宽。 这一关联被视作玻璃态物质的"天性"，暗示着微观动力学与宏观黏度的深层耦合。

Van der Gucht团队研究的"复合离子体"改变了游戏规则。这种材料本质上是聚合物网络，但链间并非由永久共价键连接，而是通过疏水修饰的相反电荷基团以离子键交联。

实验数据显示，冷却过程中复合离子体表现出强玻璃特征：黏度平缓增加，理论上可无模加工。其弛豫谱却宽得惊人，完全背离了"强-窄、脆-宽"的传统对应关系。

研究团队没有止步于此。他们系统考察了离子液体、聚离子液体和离子聚合物等材料，发现所有含高密度电荷的玻璃形成体都呈现这种"反转"关系：它们保持低脆性（强玻璃行为），却拥有极宽的弛豫谱。

计算机模拟与理论建模（与格罗宁根大学、米兰大学合作完成）揭示，根源在于静电相互作用的长程特性。这些长程力显著增强了材料的内聚能，降低了热膨胀系数，并从根本上改变了振动弛豫模式。当长程静电力主导时，玻璃形成的基本规则被重写。

这一发现动摇了玻璃物理学的根基。数十年来，"脆性-弛豫"关联被当作近乎普适的定律，暗示所有玻璃形成体共享某种统一的微观机制。新研究证明，这种"普适性"存在明确边界：一旦长程静电相互作用介入，旧规则即刻失效。

从应用角度看，这打开了材料设计的新维度。通常，易加工性（低脆性）与强机械阻尼（宽弛豫谱）是一对矛盾：前者需要黏度平缓变化，后者需要复杂的能量耗散机制。复合离子体首次将两者解耦，通过调节离子含量和聚合物架构，可独立控制黏度变化与机械弛豫。

这种可调性对振动阻尼材料、软体结构组件意义重大。试想一种玻璃态材料，既能像传统玻璃那样吹制成复杂形状，又能像高性能橡胶那样吸收冲击能量——这在过去是不可想象的。

中国科学家在离子玻璃形成体及相关软物质领域已有扎实积累。中科院物理所在非晶态物理（玻璃态）基础研究方面长期处于国际前沿，对玻璃转变的微观机制有深入探索。中科院化学所、清华大学高分子系在离子键合聚合物、离子凝胶的设计与合成方面取得系列进展。

特别是在固态电解质和离子导电弹性体方向，中国研究团队近年来成果显著。例如，基于离子键构建的自修复材料、可拉伸离子导体等，其设计理念与复合离子体高度相通——均利用离子键的动态性与长程作用调控材料性能。这些研究为理解离子玻璃的特殊行为提供了实验基础。

值得注意的是，中国在软物质物理领域的投入持续加大。国家自然科学基金委近年来重点支持"复杂流体"和"玻璃态物质"研究，多家高校建立了软物质交叉研究中心。随着这项荷兰研究的发表，预计国内将有更多团队关注静电相互作用对玻璃化转变的非平凡影响，特别是在离子液体和聚电解质玻璃方面的系统表征。

这项研究提醒我们：即使是最成熟的经验法则，也可能在特定化学环境下失效。电荷的介入不仅创造了一类"双面"材料，更揭示了玻璃态物质未被充分探索的维度——长程相互作用可以重写短程有序与动力学之间的基本关系。

Sophie G. M. van Lange et al., Ionic glass formers show an inverted relation between fragility and non-exponential alpha-relaxation, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-025-68124-2

Jasper van der Gucht, Wageningen University & Research, Physical Chemistry and Soft Matter Group.