好萊塢電影《終結(jié)者》中具有變換莫測的不死之身的未來戰(zhàn)士給觀眾留下了深刻的印象，見圖1。他們無堅(jiān)不摧，而且破碎后能夠像液體一樣自然流動然后自動修復(fù)成原來的樣子。科幻電影中的神奇現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中有他對應(yīng)的材料。 這就是金屬玻璃（metallic glass），也稱為液態(tài)金屬（liquid metal）或 非晶態(tài)合金（amorphous alloy）。那什么是金屬玻璃？這類材料又有什么樣的優(yōu)異性能呢？
 
金屬玻璃透明嗎？一般金屬玻璃是不透明的（塊體、普通條帶），但是當(dāng)厚度降到納米級別后就變得透明了。是否透明（透射可見光）是由材料的電子結(jié)構(gòu)決定的，很多晶態(tài)的絕緣體（如NaCl,氧化物、聚合物）也都是透明的。所以透明不是玻璃的本質(zhì)；原子無序排列是玻璃的本質(zhì)。
金屬玻璃是金屬嗎？大部分金屬玻璃體系都是由100%金屬組成的合金，比如Fe，Co，Cu，Zr，Al， Ni，Mg，Zn，Ca，Yb，Ce等。但是也有好多體系包含非金屬（或類金屬）元素，比如Si，C，P，B等，含量可能達(dá)到20 at.%以上。但是金屬玻璃都是導(dǎo)電的，電阻率比普通金屬高1~2個(gè)數(shù)量級，具體和成分和制備條件相關(guān)。但是與普通金屬的區(qū)別是金屬玻璃擁有無序的原子堆積結(jié)構(gòu)，這和普通金屬中的原子晶格結(jié)構(gòu)完全不同。這個(gè)可以通過高分辨透射電子顯微鏡觀察到，如圖二。

這種無序的原子結(jié)構(gòu)決定了金屬玻璃擁有很多晶態(tài)金屬無法企及的優(yōu)越性質(zhì)，比如高強(qiáng)度、高彈性、高硬度、耐腐蝕、耐摩擦等等。那么金屬玻璃的強(qiáng)度有多高呢？金屬玻璃家族的屈服強(qiáng)度分布于從0.5GPa到6GPa的范圍，而已知的鐵基或鈷基金屬玻璃強(qiáng)度一般為3~6GPa。 這個(gè)數(shù)字是什么概念呢？ 假如拿一個(gè)重約1.5噸的小汽車來說，如果用普通鋼材支撐它，大概需要7~10根直徑2毫米的鋼筋，而改用鐵基金屬玻璃我們只需要1根就夠了（如圖三所示）。

那為什么“未來戰(zhàn)士”具有自修復(fù)功能呢？ 一般來說，物質(zhì)有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。   固態(tài)物質(zhì)形狀比較穩(wěn)定，而液態(tài)和氣態(tài)可以自修復(fù)，正所謂“抽刀斷水水更流”。  加熱可以從固態(tài)轉(zhuǎn)化到液態(tài)，對于一般晶態(tài)金屬來說，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程稱為熔化；而玻璃作為固體的一種，加熱也可以轉(zhuǎn)化為液態(tài)，但是這個(gè)過程稱為玻璃化轉(zhuǎn)變。對于同一物質(zhì)的玻璃態(tài)和晶態(tài)來說（比如硅），其玻璃轉(zhuǎn)變溫度大約是熔化溫度的0.5~0.6倍（如圖四所示）。因此，和晶態(tài)相比，玻璃態(tài)更容易轉(zhuǎn)化成液態(tài)從而發(fā)生自愈合。

除了這兩方面性質(zhì)，金屬玻璃還有很多優(yōu)異的性能，比如優(yōu)異的軟磁性能，抗腐蝕能力，高彈性等等。雖然越來越多的表觀性質(zhì)被大家所認(rèn)識，但是仍然有很多性質(zhì)還沒有得到開發(fā)利用。與這些性能相關(guān)的很多基本物理問題依然不清楚。需要繼續(xù)深入研究。