ガラス材料のアンチエイジング研究における新たな進歩

最近、中国科学アカデミー科学研究所は、自宅と海外の研究者と協力して、ガラス材料のアンチエイジングを新たに進歩させ、初めて実験的に典型的なメタリックガラスの非常に若々しい構造を超高速の時間尺度で実現しました。関連する結果のタイトルは、科学の進歩に掲載された衝撃圧縮による金属グラスの超高速極端な若返り（Science Advances 5：EAAW6249（2019））です。

準安定ガラス材料は、熱力学的平衡状態に対して自然発生する傾向があり、同時に材料特性の劣化を伴います。ただし、外部エネルギーの入力により、老化ガラス材料は構造を若返らせることができます（若返り）。このアンチエイジングプロセスは、一方でガラスの複雑な動的挙動の基本的な理解に貢献し、他方ではガラス材料のエンジニアリングアプリケーションを助長します。近年、幅広いアプリケーションの見通しを備えた金属ガラス材料の場合、材料の機械的および物理的特性を効果的に制御するために、非アフィン変形に基づく一連の構造若返り方法が提案されています。ただし、以前のすべての若返り方法は、より低い応力レベルで機能し、十分に長い時間スケールを必要とするため、大きな制限があります。

ライトガスガンデバイスのデュアルターゲットプレートインパクトテクノロジーに基づいた研究者は、典型的なジルコニウムベースのメタリックガラスが約365ナノ秒で高レベルに迅速に若返っていることに気付きました（人が目を瞬くまでにかかる時間の100万分の1）。エンタルピーは非常に乱れています。この技術の課題は、シアーバンドやスパレーションなどの材料の動的な故障を避けるために、いくつかのGPAレベルのシングルパルス荷重とメタリックガラスに一時的な自動アンロードを適用することです。同時に、フライヤーの衝撃速度を制御することにより、金属はさまざまなレベルでガラスの急速な若返りを「凍結」します。

研究者は、熱力学、マルチスケール構造、フォノンダイナミクス「ボーズピーク」の観点から金属ガラスの超高速若返りプロセスに関する包括的な研究を実施し、ガラス構造の若返りがナノスケールクラスターから来ていることを明らかにしました。 「せん断遷移」モードによって誘導されるフリーボリューム。この物理的メカニズムに基づいて、無次元のデボラ数が定義されており、金属ガラスの超高速若返りの時間尺度の可能性を説明しています。この作業により、金属ガラス構造の若返りの時間尺度が少なくとも10桁増加し、このタイプの材料の散布場が拡大し、ガラスの超高速ダイナミクスに対する人々の理解が深まりました。