非晶固体，作为无序排列的物质结构，在材料科学和生物物理学中具有极其重要的地位。与晶体材料不同，非晶固体缺乏长程有序的晶格结构，这使得其力学性能表现出独特的行为特征。近年来，研究人员发现，内部活性粒子产生的活性退火效应对非晶固体的机械性能起到了决定性的作用，尤其是能够引发材料从延展性向脆性发生转变的现象，这一发现为深入理解材料稳定性和失效机制奠定了基础。活性退火是指通过内部活动力（如自驱动粒子或细胞的自我运动）使非晶物质在能量地形中不断寻找更低能量状态的过程。此过程能够显著改变材料的微观结构，使得初始处于较高能量陷阱中的非晶体逐渐达到更为稳定的构型。随着活性粒子持续作用，体系整体趋向于更深的能量极小值，这种“深度退火”过程会提升材料的刚性和密实度，进而影响其宏观的力学响应。
生物组织中普遍存在类似活性元素，例如细胞本身的运动能力，在胚胎发育、组织重塑甚至肿瘤转移中均扮演关键角色。活性粒子的持续运动不仅维持了组织的流变性能，也可能通过活性退火促进组织的成熟和硬化。机械性能的转变直接关系到组织的健康状况，例如随着年龄增长，组织的硬度逐渐增加，出现脆性断裂的风险提升。机械响应的一个核心指标是材料的延展性与脆性之间的转变。延展性材料能够在受到拉伸或剪切应力时发生较大变形而不破裂，而脆性材料则容易在较小变形后发生断裂。活性退火通过调整非晶固体内部微观结构，有可能使原本延展的材料演变成脆性材料。
这种现象在自然界及工程材料中均有体现，例如某些生物组织在受到持续内部活性的影响下表现出更为“刚性”和“脆弱”的特性。最新的计算模拟与实验研究揭示，活性退火过程与受控机械剪切过程存在高度的相似性。通过对非晶体系施加内部活性力（如“跑动-滞留”机制的模拟激励），材料经历能量降低和微观重组，类似于通过外部循环剪切实现的退火。此外，活性退火所表现的历史依赖性也与外部剪切引发的“记忆效应”高度一致。即非晶固体在经历不同强度的活性驱动后，其当前状态不仅取决于当下的活性水平，还深受之前活化历史的影响，这一行为对理解生物组织的适应与损伤有重要启示。从理论角度看，活性退火改变了体系对外加应力的响应路径，导致了应力释放机制的转变。
未退火的非晶体含有大量的“软点”或剪切转变区，这些局部区域更易发生塑性变形，从而使材料表现出延展性的特征。当活性退火发生时，这些软点逐渐减少，材料结构趋于均匀且高密度，使得局部塑性转变难以触发，进而促进脆性行为的形成。实验数据表明，系统的几何结构与活性参数均显著影响该转变过程。特定的样品形状能够促进或抑制剪切带的形成，从而控制失效模式；活性粒子的自驱动强度和持久时间等参数调节不仅影响材料的老化速度，还能左右剪切带的稳定性。对于工程和生物医学应用，这一发现具备深远意义。从医疗诊断角度分析，细胞和组织的机械性质变化可作为疾病预警指标。
例如，某些肿瘤因异常的细胞迁移活动导致组织内活性退火效应异常，从而硬化并易发生脆性断裂。另一方面，工程材料如活性凝胶和智能材料通过模拟生物活性的方式，可实现可控的软硬转换，以满足不同工作环境的需求。活性退火还揭示了信息存储和记忆编码的新机制。非晶固体在活性驱动作用下能够“记忆”激励强度和持续时间，这种现象类似于材料对循环剪切的应答，为未来设计可编程材料提供了理论基础。同时，活性退火过程显示出临界动力学特征，接近转变点时系统达到稳态的时间呈幂律发散，反映了材料内部复杂的多尺度相互作用。这种动态特性不仅有助于理解玻璃态物质的非平衡行为，也为未来通过调控活性粒子参数精细调节材料性能开辟了新路径。
在模拟研究中，常用含有大型A型和较小型B型粒子的二元混合体系，通过“跑动-滞留”方式施加于B型粒子活性力，考察不同活性幅度和持久时间对体系结构和力学响应的影响。结果表明，活性强度低于某一阈值时可实现有效退火，体系能量下降，机械性能提升；超过阈值后，体系进入“流化”状态，失去对初始态的记忆。持久时间的调整带来退火效率的非单调变化，存在最佳活性持续时间可实现最大退火效果。值得指出的是，活性退火与传统的热退火、机械振动退火相比具有明显的优势，能够在非热平衡条件下实现高效的结构优化。随着对活性物质领域的持续扩展，未来研究方向包括多记忆编码效应的探索、温度与活性联合作用下的退火效率优化以及活性退火在生物组织自适应与材料自修复中的具体应用。总的来说，活性退火引发的延展性向脆性转变为材料科学和生物物理学领域打开了新的研究视角。
它不仅深化了对非晶固体复杂行为的认识，还为高性能智能材料及疾病诊断技术提供了潜在的理论支持和技术参考。随着模拟技术和实验手段的进步，相信这一领域将持续展现丰富的科学价值和应用潜力。
