非晶固体作为一类无长程有序结构的材料，因其独特的物理性质和广泛的应用前景备受关注。近年来，随着活性物质研究的兴起，科学家们开始探索内部活性动力学对非晶材料结构和力学性能的影响，尤其是活性退火过程如何引领非晶固体从延性向脆性发生转变。这一研究不仅拓宽了对非晶固体本身的理解，还为生物组织的刚性演化和损伤机制提供了重要的物理学视角。活性退火是指体系中具有自主运动能力的粒子通过内在驱动力促使材料完成自组织过程，从而实现能量态的优化和机械性能的调控。在活性玻璃系统中，这种粒子的持续驱动可视作局部扰动，有效推动材料在其复杂的能量景观中跨越能障，趋向更低的势能态。研究显示，非均匀的活性粒子活动参数譬如驱动力强度与粒子运动的持续时间对非晶结构的老化及其机械响应起到决定性作用。
通过分子动力学模拟以及能量最小化算法，科学家们成功揭示了活性退火促进非晶材料内部结构重构，使其表现出与受周期性剪切影响时相似的屈服行为。具体而言，处于活性退火作用下的非晶固体在驱动力达到某一临界值之前，能体验到老化并稳定于更结实的微观结构中，此时材料表现出增强的韧性和更迟缓的塑性变形。超越该临界活性阈值后，体系进入流化状态，失去对初始结构的记忆，易于发生塑性滑移和失稳。该现象与周期性剪切导致材料进入极限循环状态的过程高度吻合，表明活性退火可被视为一种力控型的“内生”剪切机制。更进一步的研究发现，活性退火过程中力的反转尤其关键，活性粒子运动的持续时间调节了体系在势能景观中探索和利用的平衡，从而决定了退火效率的非单调关系。过长的持续时间导致资源浪费，过短则难以充分利用新方向，存在最优的时间尺度匹配活性强度实现最大老化。
这一行为为理解生物组织中细胞运动与机械稳定性的平衡提供了新的物理框架。活性退火对生物组织力学特性的影响尤为显著。诸如皮肤、肌肉乃至骨骼等多种组织在生命过程中表现出机械刚性的渐进变化，其根源可能部分归因于细胞内外活性的动态调节。例如，活性退火可促进紧密堆积的细胞组织发生结构上的成熟，提升刚性，从而影响组织发育、伤口愈合及肿瘤转移。通过对非晶固体进行拉伸实验，研究者们观察到在不同活性水平下，材料的屈服行为出现明显差异。较低级别的活性退火有助于产生延性的塑性变形模式，而增加活性强度使得系统结构趋向于高度优化的低能态，这反而导致脆性断裂的发生，尤其是在合适的几何约束条件下，脆性裂缝通过剪切带的形成被明显放大。
活性粒子活动还显著影响应力松弛和变形路径，使得活跃非晶系统的断裂机制更加复杂多样。活性系统与传统周期性剪切的类比，还表明两者在记忆效应和应力演化上存在共鸣。非晶材料在经历多周期的活动驱动后能够编码特定的历史信息，这种存储和识别机制类似于实验中观测到的剪切记忆现象。通过设置多重活性强度的训练和读取过程，材料表现出对过去活化过程的敏感性，显示出内在的非线性响应和复杂演化轨迹。这一发现不仅丰富了玻璃物理的记忆理论，也暗示了生物记忆形成可能涉及的物理过程。在微观层面，活性退火促使材料在能量景观中经历连续的局部扰动和应力反转，类似于走访多个候选局部最小点。
特别是在持续时间尺度较长时，体系趁机充分利用当前的驱动力方向掘进，从而加速能量降低。活性粒子的方向随机变化则提供了必要的新探索路径，这种择优更新过程使得非晶系统得以跳出局部陷阱。值得注意的是，该机制在大幅区别于传统热激活式退火的同时，更加适合解释室温生物系统和软物质的动态调节。此外，活性退火过程中体系的非平衡性质引发了多尺度的演化时间，展现出动力学中典型的临界现象。这使得材料在接近屈服点时，表现出诸如时间尺度发散、响应延迟和非平稳流动等复杂行为。研究发现，这些特性依赖于活性驱动力的大小和持久性，反映了材料的玻璃态动力学与内生力场之间的深刻关联。
从应用视角看，活性退火提供了一条创新路线，用以设计具备自调节韧性的智能非晶材料。例如，通过调节内部活性粒子的驱动力和持久时间，工程师能够精准控制材料的裂纹扩展行为，实现从延性塑形向脆性断裂的切换，满足生物医学植入物、软体机器人以及响应式传感器等领域的多样需求。同时，活性退火模拟了生物组织中细胞运动调节刚性的自然过程，启发了生物仿生材料的开发。基于活性动力学的非晶固体研究，为解决传统非晶材料脆性难题提供了新思路。在常温条件下，传统非晶材料的塑性变形能力有限，易在应力集中处产生脆性断裂。活性退火通过持续调整微观结构，为非晶体系打开了新的塑性流动通道，增强了能量耗散能力和变形柔韧性。
对应的微观模型揭示了软点和剪切转变区的动态重塑，推动了材料性能的层级提升。这一观点与金属玻璃和聚合物玻璃的力学实验结果相呼应，体现出活性粒子作为“内部激活剂”的核心角色。展望未来，对活性退火在多组分复杂非晶体系的探索将进一步拓宽性能设计的边界。结合温度效应、外部应力扰动及化学反应活性，研究人员期望发现设计多功能智能玻璃的新原理。同时，活性固体的记忆效应、多尺度动力耦合和断裂机制多样性，将成为物理学、材料科学与生物力学交叉研究的热点。特别是在生物医学领域，对活性退火的深入理解或将帮助阐明细胞及组织老化、病理变硬以及复原力丧失等关键生理过程的本质，从而推动新型诊断和治疗手段的发展。
综上所述，活性退火通过内在驱动力促使非晶固体经历结构重塑，驱使延性向脆性的转变，不仅深化了我们对非晶体系动力学和力学行为的理解，也为开发新型智能材料打开了前景广阔的道路。将活性动力学和非晶物理融合，将有助于解决生物组织及人工材料的刚性调控难题，引领未来材料科学的新方向。
