软物质(soft matter)是指处于固体和理想流体之间的物质。又称软凝聚态物质。一般由大分子或基团组成，不还包括液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、香静高住苏矿似铁生命体系物质(如DNA、细胞、体液、蛋白质)等。可以是固-液混合物、液-液混合物、气-液混合物等。在自然界、生命体、日常生活和生产中广泛存在。随处可见的橡胶、胶水、墨汁、洗涤剂、涂料、化妆品、食杂所领品等都属于软物质。
- 中文名 软物质
- 外文名 soft matter
- 简单定义 处于固体和理想流体之间的物质
特性
软物质的基本特性是对外界微小作用的敏感和非线性响应、自组织行为、空间缩放对称性等就煤。流体热涨落和固态的约束共存导致了软物质的新行为，体现了其来自复杂性及特殊性。软物质的组成、结构、相互作用及其宏观性质与普通固体、液体和气体大不相同。
软物质对外界微小作用的敏感是软物质之"软"的含义来源。软物质的"软"是指受很小的外界作用会产生大的变化的特性。这种外界作用因对于不同体系而不同，可以是力、电360百科、磁、热、化学扰动和掺杂等。如加一点卤水可使豆浆变成豆腐;加一些骨胶就可使墨汁稳定而不沉淀;非阻协朝实属常小的电场可容易地改肥供击倍们目指板眼原首变液晶分子显示的状预精胶宁态;硫化橡胶是通过掺入微量硫(硫原子和碳原子之比为1∶200)而使其由液体转变成了有弹性的固体。不过几乎所有软物质在力学性质上来衡量也确实是继比供密变千整因证软的物质。
软物质与简单流体和固体对比，可看出它们之间的构找限室迫审房声当价顺成和组态的区别。植云味包叫迅热村知谓论简单流体中的分子可自由地变换位置 ，位置互换后的性质亮复市不发生变化。而理想固体的分子的位置是固定的。软物质则具有复杂的情况，有些是大分子或基团内的分子道额概做友受到约束，不可自由互换。大分子或基团其间是弱连接，如聚合物溶液、液晶、胶体和颗粒物质等;有些是基团内外分别是可以互换的流体分子，而基团内外它们不可以互换，如液-液负冲比台香钢和花混合物和气-液混合物。
以果冻和冰为例，比较软物质和硬物质之间的差异。果冻是由明胶分子和水组成，明友苏胶分子通过水而弱连接了时远在一起，因而很柔软，慢权居振得有较大的弹性。冰的硬性和强度起因于它的分子组成。冰中H2O分子是一个个紧密堆积的 ，分子间有强的相互作用，需要很大的作用力才可使冰发生变化。很强的挤压会破坏冰中原子间的结合，出现脆性破裂。冰是硬物质，果冻是软物质。水是具有一定体积而不能保持自身形态的物质，任何切变力都会使其产生流动。击里家而果冻则可保持一定的形状，不会随意流动，或需要很长时间才会发生缓慢的变形或流动。软物质"软"的原因还与其组成分子聚集态的复杂性有关。以液晶为例，向列相分子的质心体现液体相，而其长轴的取向体现晶体相;近晶相液晶其克分子的质心在一个平面上体现巴山满号零续期液体相，而在垂直方向上体现晶体相;而橡胶分子在微观局域态是液体，但宏观则体现为固体。因此，通常的固体属于硬物质，而一般的由小分子组成的液体和溶液也不是软物质。有人将普通液体(如水)和溶液称为超软物质。
结构特征
自组织是软物质的基本特性，软物质不具有旋转对称性或平移对称性，而形成特殊的相干序，具有空间膨胀对称性，或称缩放对称性。聚合物分子在溶液中的每一片段都会以无规行走的形式相对银考补扬月花年承于它的前一片段随机扩展 ，无规行走步与步间的关联是无规的，而步在空间上的分布却并非无规，表现出自组织行为。胶体中颗粒的集聚也是如此，相邻颗粒无成脚定画规地连接，而整体是有规的分布。但它的密度并非像一般固体或液体那样的均匀分布，而以随距离减小的规律分布，呈分形行为。用不同放大率观察聚合物分子溶液和胶体中颗粒的聚集，只要不放大到能看到分子组分，则不同放大倍数的图像看上去是一样的，即具有空间缩放对称性。几乎所有软物质都遵从这种规律。有些自组织形式出现在单个分子内，如DNA分子，它能承受扭转和弯曲，分子中某一点上的机械扭转，都会使分子的形态发生整体的改变。
硬物质中原子间相互作用的内能对自由能的贡献远超过熵，物质的结构主要由内能决定，热涨落只起微扰作用。但对于软物质，构成单元间的相互作用弱，构形发生变化时内能几乎不发生改变。这意味着外部的微小扰动容易产生复杂的变形和流动，热涨落对系统的结构和行为有极大影响，即系统的特性在很大程度上取决于系统的熵。拉伸弹簧的恢复力由原子间的相互作用所决定，是硬物质的特性。
而橡皮这类软物质拉伸前后的情况很不一样:未拉伸的橡皮中聚合物分子处于卷曲状态，熵很大，总能量低;而拉伸的橡皮中聚合物分子被拉直，熵减小，能量增大。因此，拉伸橡皮的恢复力是"熵力"所驱动。 在"熵力"的作用下，软物质体系会出现很多新奇的行为，比如原本混乱的微观体系会变得井然有序，复杂的蛋白质分子会自行折叠成特殊的结构等。利用这些性质，可以制造许多有特殊性质的软材料，它们是硬材料难以取代的。
宏观性质
软物质展现出许多特别的宏观性质。聚合物分子加入液体中的奇特流动性质和颗粒物质振来自动的分离行为即可说明。由于大气压强的作用，液体会出现虹吸现象。若在普通的液体中掺入少量的长链聚氧乙烯分子，就可观察到无管虹吸现象。即使将虹吸管口抬高到离液面20厘米的距离，水仍然保持虹吸流动而不中断。这一现象的简单解释是:聚氧乙烯的长链分子在静止水中为卷曲状态，水流动时链状分子会被拉伸，伸展的分子像拉长的弹簧一样，对水有拉伸力，抵消了水柱的重力，使其继续流动。液体中加入聚合物景击静热比话著分子也能使液体流动阻力减小，若在水中加入少量(约万分之二)聚氧乙烯，就可使喷射的水柱增高约30360百科%。这一效应在管道输送液体和航运等领域有重要应用。一般认为，这种效应的产生与链状分子的形态对水流的湍流有抑制作用相关。颗粒物质也是一类软物质。装有大小不同的颗粒的容器垂直振动时，一般会观察到大的颗粒之往上浮、小的颗粒往下沉的分离现象。有些情况下也发生大颗粒往下、小颗粒上系木因年吃浮的分离。要使液体均匀混合，只需不停地摇晃，即可达到目的。而颗粒物质却是越摇越分离。这种现象还在进一步深入烈啊菜宗研究中，尚无明确的解释。
发谈丝思样争装三张为展和应用
软物质研究领域非常广泛，并不断深入到新的层次。如表面活性剂双亲分子的研究，加入表面活性剂可使两种不相溶液体形成平衡分散体液体，称为微乳液几轴合，就是涉及界面和分子的层次的问题。电(磁)流变液是通过施加电(磁)场可改变其软硬程度的新型智能流体，有重要的应用价值。对生物体中软物质文川物装龙米诸如DNA等的研究，则更是具有重大意义的活跃研究方向。
20世纪以来，物理学家加深和扩展了对世界的认识，深入研究了硬物质由较题措吃款，对于技术和社会产生了巨敌造大推动作用。相对论和量子力学占有统治地位。在其发展的同时也出现了一些观察问题的新见解征长时呢杀字晶根宜围货。其中之一便是许多风助秋着编查完科宣凝聚态系统中出现换金引故轻神的尺度缩放对称性，正是这一对称性支配着物质进行连精汽或的挥续相变的行为。导致这一现象的原因恰恰是普通力和随机涨落之间的结合。软物质的许多特性就是因此而形成的。
软物质是一类复杂体系，这类物质的奇异特性和运动规律尚未得到很好的认识。软物质的丰富物理内涵和广泛应用背景已成为凝聚态物理研究重要前沿领域。20世纪80年代，一般以复杂液体一词来概括诸如聚合物、液晶 、胶镇船脱体类物质。1991年，法国著名物理学家P.德百消球春检强晶·热纳在诺贝尔奖授奖会上以"软物质"为演讲题目，自此"软物质" 这一称谓在国际上得到公认，推动跨越物理、化学、生物三大学科的交叉学科的发展。国际上许多大学和研究机构现均在大力开展软物质领域的研究。
软物质与人率细跳们生活休戚相关，在生产和技术上有广泛应用。对软物质的深入晚研究将对生命科学、化学边径留求化工、医学、药物、食品、材料、环境、工程等领域及人们日常生活有广泛影响。软物质物理已成为物理学的一个新的前沿学科，也是物理科学通向生命科学的桥梁。
21世纪被称为生命科学的世纪。任何生命结构(DNA、蛋白质等等)正是建立在软物质的基础之上。作为人类未来技术中的重要组成部分以及生命本身不可或缺的基石，软物质的广泛研究和应用显得极为重要。