近日，上海交通大學材料科學與工程學院陳明偉教授領銜的國際研究團隊在非晶合金原子結構的研究取得突破性進展，首次在實驗上表征了非晶中重要結構單元二十面體團簇的原子空間構型，并證明二十面體原子團簇的幾何不穩定性（Geometric Frustration）是非晶形成的結構起源。這是非晶結構研究上取得的又一重大進展，將推動非晶中很多基本科學難題如玻璃轉變問題、非晶形變機制的研究，為探索新型非晶材料提供指南。這項突破性進展即將發表在Science雜志上（已在Science Express http://www.sciencemag.org/content/early/2013/07/10/science.1232450在線發表）。此項研究還得到了國家自然科學基金的資助。
非晶態材料是一類遠離平衡態、結構無序的剛性固體物質，具有許多特異物理、化學性質，并在工業界及我們的日常生活中得到了廣泛的應用。非晶材料也是當今材料科學和凝聚態物理的研究熱點之一。盡管人類對非晶材料的使用已有相當長的歷史，但對其結構和性能的認識并不十分清楚，仍有大量長期懸而未決的基本科學問題。造成這一現狀的根本原因就是在于非晶結構無法進行有效的實驗表征。非晶結構表征成為制約非晶物理和材料發展的瓶頸。
近年來，陳明偉教授領導的國際研究團隊對非晶結構這一世界性難題進行了系統深入的研究，取得了一系列重要成果。他們在國際上首創了埃尺度相干電子衍射技術，并成功探測到非晶材料原子近鄰及次近鄰有序結構（Nature Materials 10， 28（2011）；通過改進動態原子力顯微技術直接測量了納米尺度非晶材料結構不均勻性及流變單元 （Phys. Rev. Lett. 106, 125504(2011)）；結合同步輻射實驗和計算機模擬揭示了共價鍵在穩定非晶合金結構中的作用(Phys. Rev. Lett. 108, 175501(2012))。
