由大阪大学工业科学研究所的 Emi Minamitani 教授、米乐m6官方网站材料 DX 研究中心的高级研究员 Masanobu Nakamura、冈山大学学术研究学院跨学科教育和研究领域（人工智能/数学）的 Ippei Obayashi 教授和东京大学研究生院艺术与科学研究生院的 Hidenori Mizuno 助理教授组成的研究小组，使用应用数学拓扑的方法阐明了非晶材料中机械响应的结构因素。
具有非晶结构的材料具有与晶体不同的导电性和机械性能，被广泛应用于太阳能电池和涂料等领域。当应变施加到非晶材料时，除了沿着应变的位移之外，还会发生不均匀的原子位移。这称为非仿射变形，是非晶材料的特征机械响应。非仿射变形较大的区域被认为容易扭曲且柔软，但长期以来人们并不清楚这些区域是否存在结构特征。其原因是，使用分析键距和键角的传统方法很难提取大量原子排列的交织（称为中程有序），而这是表征非晶复杂结构所必需的。
这次，研究小组应用持久同源性（一种拓扑数据分析）来提取与非晶结构中的中程有序相对应的原子形成的各种尺寸“环”的信息，并研究了它们与非仿射变形之间的相关性。结果发现，容易发生非仿射变形的位置具有规则性和无序性并存的嵌套层次结构，其中边缘长度无序的小环包含在大环内。
这一结果提供了一种从拓扑结构解释哪种原子排列对于非晶材料的机械响应很重要的方法。未来，希望这项研究有助于为设计难以破碎的玻璃和柔性耐用的非晶材料创建易于理解的指南。
这项研究成果发表在英国科学杂志《自然通讯''于9月25日（星期四）18:00（日本时间）发布。
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