（通讯员 江俊颖）8月6日，Cell Press旗下物理学期刊《牛顿》（Newton）刊发了国家脉冲强磁场科学中心于海滨教授团队题为“Common dissipation scaling in grain boundaries and glasses”的论文。中心2024级博士生江俊颖为论文第一作者，于海滨教授为论文通讯作者。

长期以来，非晶态与晶态材料中的机械能量耗散通常被认为源于不同的物理机制。在玻璃体系中，耗散主要与结构弛豫以及原子协同重排有关；而在晶体材料中，位错、空位和晶界等缺陷的运动则被认为是塑性、蠕变以及晶粒长大等耗散过程的重要来源。特别是在纳米晶材料中，晶界占据较大的体积分数，其动态行为往往直接影响材料的整体力学响应。因此，一个重要而尚未解决的问题是：这些发生在不同材料体系中的耗散过程，是否具有共同的微观起源？

图1 多晶硅模型的微观结构及分子动力学动态力谱（MD-DMS）模拟方案。研究构建了具有不同结构无序程度的多晶硅模型，并通过周期性剪切加载获得应力-应变响应和相位角δ，以表征材料的机械能量耗散。

针对这一问题，研究团队基于前期研究（Natl.Sci.Rev.,11,2024；Rep.Prog.Phys.,88,2025）提出的能够衡量结构变化的本征构型最小位移（ISD_min）和分子动力学动态力谱（MD-DMS）方法表明，来自7种硅多晶模型（粗晶、细晶及一种Σ5对称倾斜晶界模型）的耗散与构型改变能够表现出明确的幂律标度关系δ∝(ISD_min)^b。相比之下，传统的全局位移指标RMSD与相位角δ之间没有明显关联。这表明，决定耗散行为的并不是简单意义上的原子位移，而是体系在构型空间中的结构重排。

图2 相位角δ与两种构型位移度量之间的关系。对于全部多晶模型，δ与ISD_min能够塌缩到统一的幂律关系δ∝(ISD_min)^1.27。

该研究建立了从构型重排到机械耗散的联系，表明多晶晶界耗散与玻璃弛豫可能具有共同的微观起源，为统一理解多晶态与非晶态材料中的非平衡动力学提供了新的思路。

该研究工作得到国家自然科学基金等项目支持，计算工作得到华中科技大学网络与计算中心公共计算服务平台支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.newton.2026.100624