信息来源：Chinese Physics Letters，作者|席晴等
最近，由博尔德科罗拉多大学李保文教授、同济大学周俊教授（现任职于南京师范大学）与北卡罗莱纳州立大学刘君教授组成的中美合作团队，首次从爱因斯坦热随机行走模型出发，考虑液体、非晶固体短程有序长程无序的特点，建立了计算液体与非晶固体热导率的统一公式。
他们对爱因斯坦模型做了更进一步的推广：把长程无序、短程有序体系中的热传导问题看成是一个特定网络结构的热随机行走问题。以图1中的哥尼斯堡七桥为例，图中的网络节点(a-d)为具有短程序的分子或者原子团簇，节点内部可以认为是均温的；各节点之间的热传导路径是由相邻原子之间的相互作用决定的，类似于图中的7座桥。由于长程无序，我们只要知道体系中有多少个节点和平均配位数（即桥的数目Z）就可以计算出体系的热导率。节点之间的热导（即每座桥的通行能力）约为 (3/2+Dv/2)kBvs/δ的倍数 （～1010 W/K）。其中Dv是原子振动自由度，kB是玻尔兹曼常数，vs是声速，δ是节点间原子距离。液体、非晶聚合物与非晶固体的微观结构可以等价为由节点和通路形成的热阻网络，其节点分别为单个分子、分子链段及分子团簇，如下图所示。
(a) 液体、非晶固体热导率的统一公式；(b) 液体及非晶分子固体的微观结构示意图，选取单独的分子作为节点，其中ρ为材料密度，mmole为分子质量；(c) 共价键结合的非晶固体的微观结构示意图，选取分子团簇作为节点（蓝色阴影所示），其中Vcl为团簇体积；(d) 非晶聚合物的微观结构示意图，选取分子链段作为节点（紫色阴影所示），其中lunit为聚合物分子链重复单元长度，munit为聚合物分子链重复单元质量。
该理论不仅能兼容现在所有的非晶材料热导率计算公式，还可以解释现有公式无法描述的高分子液体和高分子固体的热导率性质。更重要的是，这一研究工作建立了对液体、非晶聚合物与非晶固体热传导的统一描述方法，揭示了这类无序体系中热传导的深层物理机制，即在原子振动导致的传热过程中，由于时间尺度（通常在亚皮秒量级）远小于液体的结构弛豫时间（随温度变化，皮秒量级到小时量级）和非晶固体的弛豫时间（年量级），因此液体和非晶固体的热传导在本质上是相同的。理论公式给出的结果和实验结果吻合非常漂亮（见原文）。文章第一作者是同济大学声子学中心刚毕业的博士生席晴。
哥尼斯堡七桥。
