奥斯汀•安吉尔（1933—2021）

编译 许林玉

奥斯汀•安吉尔是一位具有远见卓识的探索者，主要研究玻璃和液态极限。

奥斯汀•安吉尔（Austen Angell）是一位全能型物理化学家。他在玻璃和液体领域取得了诸多开创性的实验发现，这些物质形态至今仍困扰着众多科研人员。在其工作基础上，化学家、物理学家和工程师在基础研究以及燃料电池等应用领域，想到了更多有关这些材料的研究方法。2021 年3 月，安吉尔与世长辞，享年87 岁。

当冷却速度足够快时，液体不会结晶，而是形成非晶态固体，即玻璃。液体和玻璃既致密又无序，所以无法用晶体理论进行解释，因为晶体既致密又有序；也无法用气体理论加以解释，因为气体为无序结构且不致密。因此，有关从液体向玻璃态转化的本质以及最常见的液体——水——在低温下具有何种特性等问题长期存在，至今仍是备受关注的热门话题。在过去50余年，安吉尔率领团队开展研究，以期在这些问题上形成共识，并为此贡献了众多奠定该领域地位的发现和概念。

安吉尔出生并成长于澳大利亚堪培拉。他先是进入澳大利亚墨尔本大学学习化学冶金，后在美国费城宾夕法尼亚大学与约翰•博克里斯（John Bockris）一起研究熔盐。1961 年，他在伦敦帝国理工学院完成了博士学位。回到墨尔本大学后，安吉尔对从硝酸钾和硝酸钙熔体中提取的纤维痴迷不已——这些纤维是形成玻璃的简单无机分子。

1966 年，安吉尔进入美国普渡大学工作。他开始研究水溶液，水具有多种不同寻常的特性，比如在4°C 时可达到最大密度。安吉尔指导过众多才华横溢的学生和博士后，其中就包括罗宾•斯皮迪（Robin Speedy）。他们证明了水可以变得更加与众不同，因为它可以过度冷却，即在冰点以下仍能保持液态。当温度下降时，比热和压缩性等关键特性提升得更快。这表明存在一个热力学极限，一旦超过了该极限，过冷水就无法保持液态。这一想法现在被称为“斯皮迪-安吉尔猜想”。得益于此项工作，人们开始对过冷水的应用产生强烈兴趣，包括将一种液相转化为另一种液相的可能性，这一兴趣一直延续至今。

安吉尔拥有一种非凡的能力，能够察觉连接不同系统的模式。他绘制了不同玻璃化温度下液体的黏度如何随温度变化的图表（安吉尔图），从而便于比较玻璃化液体的特性。安吉尔图显示，液体可形成连续光谱——从黏度逐渐变化并接近玻璃化的“强液体”到实现玻璃化转变时黏度陡然加速变化的“脆液体”。安吉尔创建的分类法简洁明了，为玻璃材料的研究奠定了基础。

安吉尔一直对离子在液体和玻璃中的扩散和传导感兴趣，并先后将其应用于诸如熔盐、离子液体、离子导电玻璃和电池电解质等系统。他的工作不仅涉及基础研究，也关注实际应用，构建了固体电解质（如离子导电玻璃）电导率的理论上限，并引领现代电池技术不断向前发展。

尽管从本质上说，安吉尔是一个实验主义者，但他很快意识到计算机的巨大潜力。20 世纪70 年代，他和同事进行了一系列有关熔融二氧化硅和硅酸盐的初步模拟，其成果很快为计算地质学家所用。自此，安吉尔经常参与有关玻璃性能和水特性的计算研究，以寻找实验结果背后的机制。1989 年，安吉尔进入亚利桑那州立大学。安吉尔将在研究玻璃的过程中构建的理论推广到蛋白质折叠、低温保存等领域。

作为一位执着的探索者，安吉尔喜欢旅行，热衷参加会议。他像连接器一样总是能把不相干的想法联系起来，提供全新视角。安吉尔还擅长交际，谦逊幽默，充满了个人魅力。他的真知灼见意义深远，影响众多领域。对于安吉尔的许多学生和同事而言，他既是偶像，也是真正的朋友，还是灵感的源泉。