非晶固体因其无序结构和独特的物理属性，成为科学研究及工业应用中的重要材料。然而，其力学性能，尤其是在外部载荷作用下的表现，长期以来是材料科学中的一个关键难题。最新研究表明，活性退火过程能够显著影响非晶固体的微观结构和宏观力学行为，甚至引发从韧性到脆性的转变，这一发现为深入理解非晶材料的内部动力学及其应用提供了崭新视角。活性退火是一种通过内部驱动力激发体系的重新排列与优化的方法，它可以模拟生物组织中细胞的自我驱动行为，体现为非晶材料中粒子的持续运动和定向切换。该过程不仅加速了材料结构的老化和能量势阱的深入，还导致微观缺陷及软点的重新分布，为随后的力学响应埋下伏笔。研究显示，活性退火的强度和持续时间对非晶固体的状态有着决定性影响。
在活性强度较低时，材料表现出持续的“老化”特性，结构趋向越加紧密且稳定，整体刚性逐渐增强；而超过某一临界阈值后，体系进入流化状态，失去其原有的历史记忆，呈现出类似液态的流动性。这种临界行为反映了非晶固体在内外力作用下结构与性能的复杂演化，类似于通过外加周期性剪切诱导的变化，但活性退火更强调内部驱动力的角色。动力学方面，活性退火后的非晶材料在向稳态迈进的过程中同样表现出临界性特征，如时间尺度的幂律发散和记忆效应的形成。令人关注的是，这种“记忆”不仅仅是简单的循环历史记录，而是表明材料微观能量景观的特定重构，能够被特定的活性驱动力强度所编码并读取。生物学上，这一机制与细胞组织的力学调控及老化过程密切相关，可能部分解释组织刚度随年龄增长的机理。此外，相关模拟揭示了非晶固体内活性粒子走动的强制方向切换（如跑-翻转模式）是激发结构退火的关键，在每次应力方向翻转后系统快速探索能量景观中的低谷，极大优化了系统的稳定性和刚性。
对比传统的周期性剪切，活性系统下的应力/力驱动特性给予了材料更多的松弛和重组机会，导致其长期演化不同于纯粹形变控制系统。力学响应实验进一步揭示，经由活性退火的非晶材料容易经历韧性到脆性的转变。当活性粒子引导体系实现高度优化的排列与缺陷重新分布时，整体材料变得更加紧密且硬度增加，导致在外力作用时倾向于发生剪切带局部失稳，呈现明显的脆性断裂特征。相反，活性不足或结构较为松散时，体系则表现为更均匀的应变分布和扩展的塑性变形区，展现出韧性断裂的典型行为。值得注意的是，材料样品的几何形状和尺寸比例也对剪切带形成和脆性表现有显著影响。适当的长细形状更易形成清晰的剪切带，而正方体或近等轴形状则限制了剪切带的产生，促使材料以更加均匀的方式释放应力。
这一结论对于工程设计和生物组织结构优化都有重要启示。此外，施加的外部拉伸速率与内部活性粒子持久时间的相互作用也引发了复杂的应力响应现象。快速加载时，活性粒子方向变化缓慢，导致力学表现类似“冻结”状态，削弱了松弛机制，促使应力峰值升高。而缓慢加载允许内活性粒子持续切换推力方向，为体系提供多种变形路径，产生非单调应力峰值变化，进一步加强了非晶材料响应的非线性和丰富性。这些发现不仅增进了我们对非晶体材料微观机理的认知，也为生物物理学中诸如组织刚度调控、老化及疾病进展等提供了理论基础。活性退火现象与细胞自驱动运动、组织表面状态的重塑和反复施加的力场相互作用紧密相关，揭示了材料物理和生命科学交叉领域的新趋势。
在材料科学领域，活性退火因其能够自然引导体系进入更稳定低能态而成为创新型材料设计的重要工具。相比传统的物理蒸气沉积、振荡剪切退火等技术，活性退火展示出通过调节活性参数（例如驱动力大小和方向持久时间）实现精准控制和优化的潜力。该机制为开发具有自我调节软硬度的智能材料、仿生材料乃至可编程结构体提供了理想路径。而通过研究活性退火对记忆效应的影响，也衍生出在信息存储与读取领域的新思路，尤其是在生物兼容或软物质系统中。综上所述，活性退火不仅推动了基本非晶固体物理的研究，还连接了生物物理与材料工程领域，其诱发的韧脆性转变为我们理解和利用非晶材料性能提供了重要钥匙。未来工作有望围绕多重记忆编码机制的探索、活性与温度协同效应的优化以及活性退火在复杂生物组织乃至合成系统中的应用展开。
这些方向的深入研究将推动高度可控、功能丰富的非晶材料开发，促进跨学科创新，引领科技前沿的新突破。
