玻璃表面发现液态表皮奇异现象：

冰并非始终如一。即使在远低于冰点的温度下，它的表面也可以涂上一层准液态原子膜，其厚度通常只有几纳米。

它的形成过程被称为预熔（或“表面融化’)，这就是为什么你的冰块即使在冰箱里也能粘在一起。

除了冰，我们还观察到许多具有晶体结构的材料都有预熔的表面层，那些内部的原子排列整齐，就像钻石、石英和食盐一样。

现在，科学家们第一次观察到内部混乱的物质：玻璃的表面熔化。

玻璃和冰看起来非常相似，但它们在原子尺度上往往非常不同。在结晶冰漂亮整洁的地方，玻璃是我们所说的无定形固体：它没有真正的原子结构可言。相反，它的原子只是杂乱无章地塞满了，莫就像您期望在液体中看到的那样。

正如您所料，这使得在玻璃表面发现准液体预熔膜变得更加困难。

这种薄膜状液体层的检测通常是通过涉及散射中子或 X 射线的实验进行的，这些实验对原子序很敏感。

固体冰是有序的；表面熔化程度较低。在玻璃中，一切都是一团糟，因此散射不是特别有用的工具。

德国康斯坦茨大学的物理学家 Clemens Bechinger 和 Li Tian 采取了不同的方法。他们没有探测一块原子玻璃，而是创造了一种叫做胶体玻璃的东西——一种悬浮在液体中的微观玻璃球悬浮液，其行为类似于原子玻璃中的原子。

由于球体比原子玻璃大 10,000 倍原子，它们的行为可以在显微镜下直接看到，因此可以进行更详细的研究。

使用显微镜和散射，Bechinger 和 Tian clos仔细检查了他们的胶体玻璃，他们发现了表面融化的迹象；也就是说，表面的粒子比其下方的大块玻璃中的粒子移动得更快。

这并不意外。块状玻璃的密度高于表面的密度，这意味着表面颗粒确实有更多的移动空间。然而，在表面以下的一层中，厚度高达 30 个粒子直径，粒子继续比大块玻璃更快地移动，即使当它们达到大块玻璃密度时也是如此。

玻璃表面熔化的显微图像在胶体系统中。红色颗粒标志着表面的熔化过程。（Tian & Bechinger, Nat. Comm., 2022）

“我们的结果表明，玻璃的表面熔化与晶体相比在质量上有所不同，并导致玻璃的形成表面玻璃层，”研究人员在他们的论文中写道。

“该层包含在表面形成的高度移动粒子的协作簇，并以几十个粒子直径扩散到材料深处并且远远超出了颗粒密度饱和的区域。”

由于表面熔化会改变材料表面的特性，因此结果可以更好地理解玻璃，这在一系列应用中非常有用，但也非常古怪。

例如，high 表面迁移率可以解释为什么薄聚合物和金属玻璃膜与厚膜相比具有高离子电导率。我们已经将这种特性用于电池，其中这些薄膜充当离子导体。

深入了解这种特性、产生它的原因以及它是如何被诱导的，将有助于科学家找到优化和甚至是使用它的新方法。

该团队的研究已发表在 Nature Communications 上。