无定形固体作为结构材料在自然界与工程应用中具有广泛的分布，其力学性能直接影响材料的稳定性与功能性。近年来，活性退火作为一种新兴的微观调控机制，引起了学术界对无定形固体韧性与脆性转变的高度关注。所谓活性退火，是指系统内部存在活动粒子或自驱动力，通过持续的内部动力学扰动，激发系统进行结构重组及能量态调整的过程。这种内部活动不仅促进无定形系统达到更低能量态，实现“老化”重塑，更在一定条件下引发材料韧性向脆性的关键变革。活性退火对无定形固体性能的影响，尤其是在生物组织和仿生材料中的表现，正逐步揭示其理论与应用价值。无定形固体通常指那些缺乏长程晶格有序结构的材料，如玻璃、聚合物、部分金属合金及生物组织中的细胞聚集体。
这类材料的力学性能呈现独特的非线性及复杂的变形行为。传统观点认为，材料的韧性与脆性受制于其微观结构的组织态和能量景观，先前研究多聚焦在外部加载条件如剪切、拉伸对应机制的影响。然而，最新研究显示，材料内部的活性动力学同样决定了材料演化路径，尤其是通过活性退火引发的结构优化和缺陷演化是理解玻璃态材料失效模式的重要钥匙。活性退火过程中的自驱动力以类似于“跑吠模型”的动作为具体表现，一部分处于无序状态的粒子携带自身驱动力，周期性改变运动方向，持续探索和扰动周围环境。模拟研究表明，此类动态扰动可以有效降低材料的内在能量，推动系统从较高的能量陷阱跃迁至更深的稳定态，表现出明显的“活化老化”特征。具有较差初始热处理或结构松散的无定形固体在活性退火作用下，展现出强烈的能量下降趋势，结构更加致密且排列更优化。
这种活性主导的优化机制与传统机械循环退火有着惊人的相似性，展现出如记忆编码、输入历史遗忘等特征，支持其作为一种独立且高效的退火技术的潜力。细致的时间尺度分析揭示，退火效率随活性持续时间呈现非单调变化，表明存在最优的活性参数组合以实现最大化结构优化。微观上，材料的主要软点或剪切转变区在活性扰动下得到激活，促进微观结构的再配置和缺陷消减，增强材料的局部韧性。但令人意外的是，当活性退火达到一定程度，材料的塑性行为发生根本转变，表现出从典型的韧性变形转向明显的脆性断裂。模拟材料在具备特定空间几何约束时，出现剪切带的形成，这种局部化破坏模式是脆性断裂的显著标志。通过调整活性强度与持续时间，可以有效控制剪切带的稳定性，进而调节材料的断裂模式，体现出活性动力学在调节机械失效中的关键作用。
该转变显示了活性退火不仅优化材料结构，同时也可能导致致密堆积促使断裂更集中、失效更剧烈。无定形生物组织中的这一现象尤其重要。生物细胞层通过内在代谢活性维持组织力学状态，活性退火过程可能对应细胞动态重构、组织刚度变化乃至病理状态的发生机制。例如，活性退火在组织老化过程中的作用，可能解释组织硬化现象，以及在伤口愈合、肿瘤转移中流动性变化的物理基础。活性退火带动的韧性向脆性转变，为理解疾病诊断和生物功能调节提供新的视角。机械性能的实验性检测显示，经过活性退火处理的材料在拉伸测试中呈现明显的应力峰值和随之而来的应力骤降，表明断裂行为由均匀变形向集中断裂演变。
且应力峰值高度及断裂形态对活性参数极为敏感，显示活性退火为调节材料韧脆性的潜在调控手段。在材料设计领域，利用活性退火控制无定形材料的微观结构与断裂行为，开辟了研制智能自主材料的路径。通过设计具有内在活动的复合材料或活性粒子掺杂体系，可实现对材料韧性 和脆性灵活切换，使材料根据外界需求自适应调整力学属性。这对于软机器人、仿生组织工程以及高性能结构材料具有深远影响。此外，活性退火的记忆效应为材料的智能响应和信息存储提出了创新方案，预示着未来材料将不仅具备结构功能，更能实现自主学习与环境适应能力。活性退火引发的韧性向脆性转变，不仅深化对无定形固体材料力学行为的理解，也厘清了活性粒子动力学如何深刻改变其结构演变与破坏机制的轨迹。
该机制揭示了生物及仿生系统中多尺度耦合的动力学本质，促进相关领域交叉融合发展。未来研究需重点关注活性粒子动力学参数与环境条件的协同效应、热活化过程中的复杂动力学及多记忆态的编码与切换等问题。实验领域则可通过先进的微观力学测量与高分辨成像技术，实证活性退火的具体表现及应用价值。综合而言，活性退火为无定形材料科学注入新动力，开启了从基础物理研究到应用材料创新的广阔前景，助力实现由传统无定形固体向智能化自适应材料的华丽转变。
