《軟球膠體玻璃微觀結構和動力學的實驗研究》是依託蘇州大學，由張澤新擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：軟球膠體玻璃微觀結構和動力學的實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張澤新
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
玻璃化轉變是凝聚態物理領域的重要課題。本項目將以膠體為模型體系，採用現代顯微技術，通過軟物質物理實驗來研究玻璃化轉變的微觀結構－動力學性質關係。研究的主體思想是：（1）設計製備新型軟球膠體模型體系，突破傳統硬球模型過於簡化而不能準確描述真實原子體系的限制；（2）配合攝像顯微數據採集技術和粒子跟蹤數據處理程式，來量化玻璃中膠體粒子的微觀位置及其隨時間的變化，從而直觀和精確地研究玻璃化轉變過程中體系的微觀結構演變、動力學變化、協同重組區和粒子串（簇）的形成和動力學不均一性等重要物理量；（3）通過物理化學手段調控膠體粒子的軟硬度，得到軟硬度對玻璃物理性質的影響，並探索國際前沿模擬工作中發現的軟球團蔟玻璃和軟球玻璃反覆融化等獨特的玻璃態物理現象。本研究結果不但可以與現有理論模型和計算機模擬結果進行定量比較，加深對玻璃化轉變本質的理解，而且有望為調控膠體粒子的軟硬度來設計玻璃材料提供指導。
結題摘要
玻璃化轉變是凝聚態物理領域的重要研究課題。本項目研究突破了傳統硬球膠體形狀比較單一、相互作用過於簡化的局限，製備了具有軟球相互作用的、各向異性的形狀的膠體模型體系，然後採用攝像顯微技術和粒子跟蹤程式，研究了這軟球膠體模型體系發生玻璃化轉變過程中結構和動力學行為的演變規律。對於圓球與橢球共混玻璃體系，研究發現橢球的引入，能夠有效的抑制圓球結晶，實現了對玻璃態結構的有效調控；同時，通過考察粒子協同重排行為，發現協同重排區域形狀、大小和位置都與橢球的存在顯著關聯。對於棒狀軟球膠體，初步研究發現棒狀膠體體系表現出兩步玻璃化轉變，即平動玻璃和轉動玻璃，但兩步玻璃化轉變的物理機制仍需深入研究。上述研究的定量結果可以與現有理論模型進行定量比較，加深對玻璃化轉變物理機制的理解。此外，我們還將膠體玻璃研究方法推廣到物理、化學和材料學等其它研究領域，發揮這種定量研究手段和數理思維在相關研究中的套用。
