印度科学教育与研究学院 (IISER) 浦那分校和印度科学与工业研究委员会-国家化学实验室 (NCL) 浦那分校的研究人员表明，非晶态固体的宏观变形受材料内的结构缺陷控制。

该联合研究由 IISER 浦那的 Vijayakumar Chikkadi 博士和 CSIR-NCL 浦那的 Sarika Bhattacharyya 博士领导，将胶体玻璃(非晶态固体的模型系统)的实验研究与基于结构序参数的理论框架相结合。

该研究结果发表在美国科学院院刊上，解决了材料科学和凝聚态物理学中一个长期存在的问题。

所有材料在受到外部应力时都会变形。1934 年，G.I. Taylor、M. Polanyi 和 E. Orowan 分别解释说，宏观变形源于材料内部缺陷的动态变化。在晶体固体中，由于晶格畸变，识别这些缺陷相对简单。

然而，在非晶态固体中，由于缺乏长程有序性，检测缺陷状区域变得更加困难。虽然已经提出了几种方法来识别无序固体中的软缺陷状区域，但在实验系统中直接观察仍然很困难。

为了解决这一问题，IISER Pune 的 Ratimanasee Sahu 和 Vijayakumar Chikkadi 博士使用稠密的胶体悬浮液(作为无定形固体的模型)进行了实验。通过利用先进的显微镜技术跟踪近 100,000 个单个胶体颗粒在三维空间中的运动，他们获得了前所未有的微观信息，而这些信息在原子系统中很难获得。

这些研究利用了 Mohit Sharma 和印度科学与工业研究理事会 (CSIR-NCL) 的 Sarika Bhattacharyya 博士开发的结构序参数，量化了非晶悬浮液中的软区和硬区，从而识别了结构缺陷。

Sarika Bhattacharyya 博士说：“这个序参量是从详细的微观理论发展而来的，其主要优势在于它在实验环境中的实际适用性，与其他理论量相比更容易获得。”

研究团队首次通过实验证明胶体玻璃的宏观变形源于局部变形，这种变形在受到外界应力时优先发生在含有结构缺陷的区域。

“这一突破大大加深了我们对缺陷如何影响无序固体的机械性能的理解。它还为开发基于结构方面的改进流变模型铺平了道路，这些模型可适用于各种材料，包括颗粒材料和乳液等软物质以及金属玻璃，”Vijaykumar Chikkadi 博士在谈到这项工作的未来前景时说。