玻璃吹制師手中的料棒正在火中旋轉，熔融的二氧化硅如蜂蜜般流淌

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要理解這項突破，需要先理清玻璃態物理中的兩個核心概念。

脆性（fragility）衡量的是液體冷卻時黏度隨溫度變化的陡峭程度。二氧化硅是"強玻璃"的典范：溫度降低時，其黏度平緩上升，允許工匠在較寬溫度窗口內手工塑形。相比之下，普通聚合物屬于"脆性玻璃"，黏度曲線陡如懸崖，稍有溫差便固化，必須注塑成型。

弛豫譜則描述材料內部應力釋放的方式。理想情況下，分子弛豫應遵循單一指數衰減；但實際玻璃中，不同區域的分子以不同速度運動，形成寬譜特征。傳統上，物理學家觀察到一條近乎普適的經驗規律：強玻璃形成體弛豫譜窄，脆性玻璃形成體弛豫譜寬。 這一關聯被視作玻璃態物質的"天性"，暗示著微觀動力學與宏觀黏度的深層耦合。

Van der Gucht團隊研究的"復合離子體"改變了游戲規則。這種材料本質上是聚合物網絡，但鏈間并非由永久共價鍵連接，而是通過疏水修飾的相反電荷基團以離子鍵交聯。

實驗數據顯示，冷卻過程中復合離子體表現出強玻璃特征：黏度平緩增加，理論上可無模加工。其弛豫譜卻寬得驚人，完全背離了"強-窄、脆-寬"的傳統對應關系。

研究團隊沒有止步于此。他們系統考察了離子液體、聚離子液體和離子聚合物等材料，發現所有含高密度電荷的玻璃形成體都呈現這種"反轉"關系：它們保持低脆性（強玻璃行為），卻擁有極寬的弛豫譜。

計算機模擬與理論建模（與格羅寧根大學、米蘭大學合作完成）揭示，根源在于靜電相互作用的長程特性。這些長程力顯著增強了材料的內聚能，降低了熱膨脹系數，并從根本上改變了振動弛豫模式。當長程靜電力主導時，玻璃形成的基本規則被重寫。

這一發現動搖了玻璃物理學的根基。數十年來，"脆性-弛豫"關聯被當作近乎普適的定律，暗示所有玻璃形成體共享某種統一的微觀機制。新研究證明，這種"普適性"存在明確邊界：一旦長程靜電相互作用介入，舊規則即刻失效。

從應用角度看，這打開了材料設計的新維度。通常，易加工性（低脆性）與強機械阻尼（寬弛豫譜）是一對矛盾：前者需要黏度平緩變化，后者需要復雜的能量耗散機制。復合離子體首次將兩者解耦，通過調節離子含量和聚合物架構，可獨立控制黏度變化與機械弛豫。

這種可調性對振動阻尼材料、軟體結構組件意義重大。試想一種玻璃態材料，既能像傳統玻璃那樣吹制成復雜形狀，又能像高性能橡膠那樣吸收沖擊能量——這在過去是不可想象的。

中國科學家在離子玻璃形成體及相關軟物質領域已有扎實積累。中科院物理所在非晶態物理（玻璃態）基礎研究方面長期處于國際前沿，對玻璃轉變的微觀機制有深入探索。中科院化學所、清華大學高分子系在離子鍵合聚合物、離子凝膠的設計與合成方面取得系列進展。

特別是在固態電解質和離子導電彈性體方向，中國研究團隊近年來成果顯著。例如，基于離子鍵構建的自修復材料、可拉伸離子導體等，其設計理念與復合離子體高度相通——均利用離子鍵的動態性與長程作用調控材料性能。這些研究為理解離子玻璃的特殊行為提供了實驗基礎。

值得注意的是，中國在軟物質物理領域的投入持續加大。國家自然科學基金委近年來重點支持"復雜流體"和"玻璃態物質"研究，多家高校建立了軟物質交叉研究中心。隨著這項荷蘭研究的發表，預計國內將有更多團隊關注靜電相互作用對玻璃化轉變的非平凡影響，特別是在離子液體和聚電解質玻璃方面的系統表征。

這項研究提醒我們：即使是最成熟的經驗法則，也可能在特定化學環境下失效。電荷的介入不僅創造了一類"雙面"材料，更揭示了玻璃態物質未被充分探索的維度——長程相互作用可以重寫短程有序與動力學之間的基本關系。

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.