活性物质像非晶态塑料一样断裂

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/10/large-8.png将一个酒杯掉落在混凝土地板上，很容易预测会发生什么。但非晶态固体也可能以不那么灾难性的方式失效，通过其粒子的局部重排而非破碎来适应应力。物理学家已经了解到，在各种非晶态材料中，这些塑性转变事件更有可能发生在本征、局部、低频振动模式显著的地方。中国东华大学的杜成然及其同事现在表明，这种重排与振动模式之间的相同关联，对于一类完全不同的材料同样成立：活性物质。

活性物质指的是其组成粒子将周围环境中的能量转化为机械运动的材料。作为一个模型活性系统，杜及其团队在氩放电室中创建了一个由带电树脂和聚苯乙烯微粒组成的二维“尘埃等离子体”。这种复杂等离子体通过维持其粒子之间的非互易和长程相互作用，展现出活性物质的行为。

研究人员使用电场将粒子限制在一个椭圆内，并用激光片照亮它们。该激光提供了一个小扭矩，使粒子悬浮液缓慢旋转，由于非圆形限制而产生内部剪切力。通过跟踪视频记录中的粒子运动，研究人员重建了系统在不同剪切速率下的振动模式。他们发现低频振动模式与粒子的不可逆重排之间存在很强的相关性——这相当于非晶态固体中的破裂。

杜表示，这一发现建立了活性物质与普通固态物理中的塑性概念之间的新联系。他设想在细胞组织、细菌群落甚至人类群体中进行进一步探索。