问题——长期以来，凝聚态物理常用“晶体—玻璃”两端来描述有序与无序：晶体依靠周期性排列和对称性破缺形成长程有序，玻璃则以非周期结构表现为无序。由此学界提出一个关键问题：是否存一种不发生对称性破缺，却仍能实现高度结构有序、并具有明确热力学定义的新物态？这不仅涉及对“有序”概念的重新理解，也关系到新材料能否同时兼顾稳定性、可预测性与各向同性。 原因——要回答该问题，主要障碍在于两点：其一是“如何构造”——没有周期性模板时，粒子如何自发形成可重复、可定义的结构序；其二是“如何验证”——传统识别晶体相变与结构序的方法往往依赖对称性变化或衍射峰等信号，对非晶体系难以给出严格判据。研究团队以“空间利用效率”为切入点提出新路径：不把对称性作为秩序来源，而是通过极限压缩冗余空间、强化位阻约束来形成结构有序；同时引入“相干路径”等描述框架，将晶体序视为更一般结构序的特例，从而在不依赖对称性破缺的前提下刻画并追踪隐藏序的生成。 影响——据团队介绍，他们在二维多分散粒子体系中结合热力学演化与优化求解，制备出符合吉布斯纯相定义的“理想非晶体”，并首次在实验中验证其热力学意义。多项表征显示，该物态呈现“外观近似非晶、性能接近晶体”的特征：熔化过程中出现势能突变等类一级相变信号，体现出较强的热力学稳定性；振动谱在低频区域接近理想德拜型声子行为，明显区别于常见非晶材料中的低频准局域模与玻色峰；力学响应更接近理想仿射弹性，提高了可预测性；结构上表现为超均匀性，可抑制大尺度密度涨落，有利于材料性质的一致性与可重复性。这些结果表明，对非晶体系而言，“无周期”并不必然意味着“低序”或“不可控”，材料内部仍可能存在可被严格定义、并在热力学层面成立的结构秩序。 对策——在基础研究层面，该工作为探索“有序”的多种来源提供了可操作范式：研究视角从“对称性破缺主导”拓展到“几何填充效率与位阻约束主导”，并将热力学纯相作为重要判定标准之一，减少仅凭结构外观或经验指标带来的歧义。在材料工程层面，研究提示可将“极致空间效率”纳入设计准则，探索兼具各向同性与高稳定性的非晶材料路线。下一步仍需在三上推进：其一，拓展到三维体系及更复杂相互作用条件，检验该物态的普适性；其二，建立可推广的制备窗口与尺度放大策略，降低对特定实验条件的依赖；其三，将热学、声学、疲劳与断裂等关键服役性能纳入系统评估，厘清其与金属玻璃、非晶合金及高熵体系之间的边界与互补关系。 前景——业内人士认为，“理想非晶体”的提出与实证，有望为先进非晶材料提供新的“结构模板”：在保留非晶材料各向同性和加工适配性等优势的同时，向晶体材料的稳定性与可预测性靠近。若能在更广泛材料体系中得到验证并实现规模化制备，潜在应用包括高可靠结构件、精密器件封装、耐磨涂层，以及对振动与声学特性敏感的工程场景等。涉及的成果已在线发表于《自然·材料》，并得到国家自然科学基金支持。
从晶体到玻璃，人类对物质有序性的理解不断深化。理想非晶体的出现，为“有序与无序之间是否存在第三种可能”提供了新的答案，也从几何与热力学角度重新解释了秩序的来源。当研究者在看似无序的结构中建立可定义、可验证的结构序，这场持续多年的学术讨论正在打开新方向。随着基础研究向可控制备与性能评估延伸，这个发现也为未来非晶材料的技术转化与应用拓展奠定了更坚实的基础。