在玻璃和液体科学领域，所谓的脆性是一个关键概念，它描述了液体动力学在降低温度时表现得有多快。然而​​，一个长期存在的挑战是结晶的发生阻碍了对玻璃形成材料脆性的评估。一组研究人员突破了传统技术的界限，成功收集了各种合金系列的脆性交叉数据。他们从电子结构的角度提出了金属玻璃(MG)脆性的根本原因，并为材料设计提供了见解。

通常，液体的脆性是通过测量不同温度下液体的粘度来确定的。然而，通常需要结合多种技术来覆盖整个粘度范围。或者，也可以通过差示扫描量热法 (DSC) 从其玻璃态估算脆性。尽管如此，结晶干扰、DSC 的有限加热速率和热历史等挑战阻碍了准确测定各种成分范围内的脆性。因此，这里的关键问题是如何有效地测量广泛成分范围内的脆性。

解决方案：中国科学家团队利用快速量热分析法，获得了 La-Ni-Al 和 Cu-Zr-Al 金属玻璃系统中精确的成分相关脆性数据。有趣的是，他们的研究结果揭示了脆性的一种微妙的成分相关趋势：在某一点，Al 含量的轻微增加导致脆性值显著下降，表现出突然跳跃或交叉行为。

解释：研究人员采用了多种技术，包括 X 射线光电子能谱、电阻测量、电子结构计算和基于 DFT 的深度学习原子模拟，以探索这种脆性交叉的潜在机制。他们的分析表明，脆性的降低可能与引入额外的铝引发的 Al-Al 相互作用之间形成类共价键有关。因此，他们最终发现了控制金属液体中液体脆性的因素。

未来：超快量热分析将能够提供更全面的脆性数据库，基于脆性数据和电子结构视角，可以设计出更加多样化的非晶态材料。

影响：这些发现从电子结构的角度深入了解了金属液体中脆性的起源，并为金属玻璃的设计铺平了新途径。

该研究最近发表在跨学科材料科学研究领域的著名国际期刊《材料未来》

的在线版上。