中國科學(xué)家在顆粒物質(zhì)領(lǐng)域的研究取得重大進展。上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院王宇杰教授領(lǐng)銜團隊研究發(fā)現(xiàn)，原來一般意義上認為的顆粒固體，其實是一種處在液固邊界的臨界相，在非常小的外部微擾下就會流化，在很多時候表現(xiàn)得其實更像液體。

研究成果“顆粒材料流變行為類同于復(fù)雜流體”在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。顆粒物質(zhì)的行為也體現(xiàn)了“萬物皆流，無物常駐”，突破了人們對顆粒物質(zhì)的傳統(tǒng)認知。

科研團隊借助CT成像技術(shù)對準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)剪切的三維顆粒系統(tǒng)的微觀動力學(xué)進行深入研究。在微觀粒徑尺度上，第一次得到了長達三個時間尺度的微觀動力學(xué)過程。實驗發(fā)現(xiàn)顆粒體系具有和傳統(tǒng)的液體完全不同的微觀動力學(xué)，體現(xiàn)了“熱體系”和“摩擦體系”的本質(zhì)不同，但同時這種動力學(xué)也表現(xiàn)出非常強的普適性，可以被理解為顆粒體系都遵從的一種新的普適的微觀動力學(xué)。上述現(xiàn)象的核心是顆粒物質(zhì)具有多尺度現(xiàn)象，而這種多尺度現(xiàn)象也導(dǎo)致我們傳統(tǒng)意義上理解的顆?！肮腆w”成為一種正好處在液固相邊界的臨界固體：通常在重力作用下保持固體狀態(tài)，而一旦受到微小的外部微擾就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)弛豫，表現(xiàn)出流體的特性。

顆粒物質(zhì)就是由大量具有宏觀大小的粒子匯聚成的離散體系。“由于粒子間的非彈性碰撞，顆粒體系是多體耗散的非平衡態(tài)體系。顆粒物質(zhì)在不同條件下會表現(xiàn)出氣、液、固態(tài)。但是其液固態(tài)性質(zhì)都與牛頓流體、彈性固體等連續(xù)介質(zhì)體系有著顯著的區(qū)別?！蓖跤罱芙榻B，“迄今我們還沒有一個完備的顆粒物質(zhì)的理論框架?！?/p>

研究還發(fā)現(xiàn)，顆粒體系又有固體的性質(zhì)，因為顆粒體系是耗散系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)弛豫產(chǎn)生的能量會快速轉(zhuǎn)移到原子層面，所以體系在微擾消失后會恢復(fù)“固體”剛性而不會出現(xiàn)突變式的流化現(xiàn)象。最終顆粒體系會表現(xiàn)出在微擾下既會維持固體的骨架，同時內(nèi)部結(jié)構(gòu)又會像液體一樣連續(xù)演化的臨界固體特性。

研究發(fā)現(xiàn)不僅在理論上取得突破，而且具有很大的應(yīng)用價值。顆粒物質(zhì)在礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥和建筑業(yè)等很多行業(yè)中都有重要的應(yīng)用，是地球上除水以外第二多被處理的工業(yè)原材料。此外，這項工作對包括地震、泥石流、山體滑坡研究在內(nèi)的應(yīng)用學(xué)科研究也會產(chǎn)生重要潛在影響。

（原標(biāo)題：我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：顆粒材料流變行為類同于復(fù)雜流體）