![軟物質[固體和理想流體之間的物質]](/img/c/395/nBnauM3XwETO2YTN4kjN4QTO2QTM4MjM1UDO0MTNwAzMwIzL5YzLwczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg "軟物質[固體和理想流體之間的物質]")
基本特性
軟物質軟物質對外界微小作用的敏感是軟物質之“軟”的含義來源。軟物質的“軟”是指受很小的外界作用會產生大的變化的特性。這種外界作用因對於不同體系而不同，可以是力、電、磁、熱、化學擾動和摻雜等。如加一點滷水可使豆漿變成豆腐；加一些骨膠就可使墨汁穩定而不沉澱；非常小的電場可容易地改變液晶分子顯示的狀態；硫化橡膠是通過摻入微量硫（硫原子和碳原子之比為1∶200）而使其由液體轉變成了有彈性的固體。不過幾乎所有軟物質在力學性質上來衡量也確實是軟的物質。
軟物質與簡單流體和固體對比，可看出它們之間的構成和組態的區別。簡單流體中的分子可自由地變換位置，位置互換後的性質不發生變化。而理想固體的分子的位置是固定的。軟物質則具有複雜的情況，有些是大分子或基團內的分子受到約束，不可自由互換。大分子或基團其間是弱連線，如聚合物溶液、液晶、膠體和顆粒物質等；有些是基團內外分別是可以互換的流體分子，而基團內外它們不可以互換，如液－液混合物和氣－液混合物。
以果凍和冰為例，比較軟物質和硬物質之間的差異。果凍是由明膠分子和水組成，明膠分子通過水而弱連線在一起，因而很柔軟，有較大的彈性。凍的硬性和強度起因於它的分子組成。冰中H2O分子是一個個緊密堆積的，分子間有強的相互作用，需要很大的作用力才可使冰發生變化。很強的擠壓會破壞冰中原子間的結合，出現脆性破裂。冰是硬物質，果凍是軟物質。水是具有一定體積而不能保持自身形態的物質，任何切變力都會使其產生流動。而果凍則可保持一定的形狀，不會隨意流動，或需要很長時間才會發生緩慢的變形或流動。軟物質“軟”的原因還與其組成分子聚集態的複雜性有關。以液晶為例，向列相分子的質心體現液體相，而其長軸的取向體現晶體相；近晶相液晶其分子的質心在一個平面上體現液體相，而在垂直方向上體現晶體相；而橡膠分子在微觀局域態是液體，但巨觀則體現為固體。因此，通常的固體屬於硬物質，而一般的由小分子組成的液體和溶液也不是軟物質。有人將普通液體（如水）和溶液稱為超軟物質。
結構特徵
自組織是軟物質的基本特性，軟物質不具有鏇轉對稱性或平移對稱性，而形成特殊的相干序，具有空間膨脹對稱性，或稱縮放對稱性。聚合物分子在溶液中的每一片段都會以無規行走的形式相對於它的前一片段隨機擴展，無規行走步與步間的關聯是無規的，而步在空間上的分布卻並非無規，表現出自組織行為。膠體中顆粒的集聚也是如此，相鄰顆粒無規地連線，而整體是有規的分布。但它的密度並非像一般固體或液體那樣的均勻分布，而以隨距離減小的規律分布，呈分形行為。用不同放大率觀察聚合物分子溶液和膠體中顆粒的聚集，只要不放大到能看到分子組分，則不同放大倍數的圖像看上去是一樣的，即具有空間縮放對稱性。幾乎所有軟物質都遵從這種規律。有些自組織形式出現在單個分子內，如DNA分子，它能承受扭轉和彎曲，分子中某一點上的機械扭轉，都會使分子的形態發生整體的改變。
硬物質中原子間相互作用的內能對自由能的貢獻遠超過熵，物質的結構主要由內能決定，熱漲落只起微擾作用。但對於軟物質，構成單元間的相互作用弱，構形發生變化時內能幾乎不發生改變。這意味著外部的微小擾動容易產生複雜的變形和流動，熱漲落對系統的結構和行為有極大影響，即系統的特性在很大程度上取決於系統的熵。拉伸彈簧的恢復力由原子間的相互作用所決定，是硬物質的特性。
而橡皮這類軟物質拉伸前後的情況很不一樣：未拉伸的橡皮中聚合物分子處於捲曲狀態，熵很大，總能量低；而拉伸的橡皮中聚合物分子被拉直，熵減小，能量增大。因此，拉伸橡皮的恢復力是“熵力”所驅動。在“熵力”的作用下，軟物質體系會出現很多新奇的行為，比如原本混亂的微觀體系會變得井然有序，複雜的蛋白質分子會自行摺疊成特殊的結構等。利用這些性質，可以製造許多有特殊性質的軟材料，它們是硬材料難以取代的。
巨觀性質
軟物質液體中加入聚合物分子也能使液體流動阻力減小，若在水中加入少量（約萬分之二）聚氧乙烯，就可使噴射的水柱增高約30%。這一效應在管道輸送液體和航運等領域有重要套用。一般認為，這種效應的產生與鏈狀分子的形態對水流的湍流有抑制作用相關。顆粒物質也是一類軟物質。裝有大小不同的顆粒的容器垂直振動時，一般會觀察到大的顆粒往上浮、小的顆粒往下沉的分離現象。有些情況下也發生大顆粒往下、小顆粒上浮的分離。要使液體均勻混合，只需不停地搖晃，即可達到目的。而顆粒物質卻是越搖越分離。這種現象還在進一步深入研究中，尚無明確的解釋。
發展套用
軟物質研究領域非常廣泛，並不斷深入到新的層次。如表面活性劑雙親分子的研究，加入表面活性劑可使兩種不相溶液體形成平衡分散體液體，稱為微乳液，就是涉及界面和分子的層次的問題。電（磁）流變液是通過施加電（磁）場可改變其軟硬程度的新型智慧型流體，有重要的套用價值。對生物體中軟物質諸如DNA等的研究，則更是具有重大意義的活躍研究方向。
20世紀以來，物理學家加深和擴展了對世界的認識，深入研究了硬物質，對於技術和社會產生了巨大推動作用。相對論和量子力學占有統治地位。在其發展的同時也出現了一些觀察問題的新見解。其中之一便是許多凝聚態系統中出現的尺度縮放對稱性，正是這一對稱性支配著物質進行連續相變的行為。導致這一現象的原因恰恰是普通力和隨機漲落之間的結合。軟物質的許多特性就是因此而形成的。
軟物質是一類複雜體系，這類物質的奇異特性和運動規律尚未得到很好的認識。軟物質的豐富物理內涵和廣泛套用背景已成為凝聚態物理研究重要前沿領域。20世紀80年代，一般以複雜液體一詞來概括諸如聚合物、液晶、膠體類物質。1991年，法國著名物理學家P.德·熱納在諾貝爾獎授獎會上以“軟物質”為演講題目，自此“軟物質”這一稱謂在國際上得到公認，推動跨越物理、化學、生物三大學科的交叉學科的發展。國際上許多大學和研究機構現均在大力開展軟物質領域的研究。
軟物質與人們生活休戚相關，在生產和技術上有廣泛套用。對軟物質的深入研究將對生命科學、化學化工、醫學、藥物、食品、材料、環境、工程等領域及人們日常生活有廣泛影響。軟物質物理已成為物理學的一個新的前沿學科，也是物理科學通向生命科學的橋樑。
21世紀被稱為生命科學的世紀。任何生命結構（DNA、蛋白質等等）正是建立在軟物質的基礎之上。作為人類未來技術中的重要組成部分以及生命本身不可或缺的基石，軟物質的廣泛研究和套用顯得極為重要。
