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面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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《科學》快訊

2021-12-29 中國科學報 李言
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  一種具有交叉三維超大孔隙的穩定鋁硅酸鹽沸石

  沸石是一種具有重要工業應用的結晶多孔材料,可在催化和吸附分離過程中使用。然而,進入和離開吸附和反應發生的內部密閉空間受到其孔隙孔徑的限制。具有較大孔隙、能夠處理較大分子的穩定多維沸石在精細化學工業和石油加工中是有需求的,而世界仍然依賴石油加工作為燃料。

  目前已知的超大孔分子篩穩定性差和缺乏孔隙多維度,限制了它的使用??茖W家報告了ZEO-1—— 一種具有交叉三維超大孔隙的堅固的鋁硅酸鹽沸石。ZEO-1在1000℃下依然保持穩定,具有非凡的比表面積(1000平方米/克),并顯示出作為裂化催化劑的潛力。

  相關論文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk3258

  穩定的傾斜八面體鹵化物鈣鈦礦抑制局部性能限制相的形成

  穩定光活性甲酰胺(FA)基鹵化物鈣鈦礦用于鈣鈦礦光伏的影響集中在立方甲酰胺碘化鉛(α-FAPbI3)相的生長,通過經驗合金與銫或甲基銨(MA)陽離子。結果表明,這種穩定的富FA鈣鈦礦是非立方的,并且在室溫下表現出約2°的八面體傾斜。

  這種傾斜只有使用局部納米結構表征技術才能解決,通過阻止從光活性相變到六邊形相變的轉變,賦予了相位穩定性。體相似乎穩定時,異質陽離子分布允許微觀不穩定區域的形成??茖W家發現這些轉變為六邊形多型,導致局域阱輔助性能損失和光不穩定性。

  利用表面結合的乙二胺四乙酸,科學家設計了一個八面體傾斜的純α-FAPbI3薄膜,沒有任何陽離子合金化。模板化的光活性FAPbI3薄膜對熱、環境和光脅迫都非常穩定。

  相關論文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk1603

  熱機械手性改變金屬碳納米管中的半導體納米通道

  碳納米管具有螺旋結構,其中手性決定了它們是金屬還是半導體。利用原位透射電子顯微鏡,科學家通過加熱和機械應變改變單壁碳納米管的局部手性,從而控制單個單壁碳納米管的電子性質。

  科學家觀察到向更大的手性角區域過渡的趨勢,并從位錯形成能的角度來解釋。利用金屬納米管源極和漏極之間的半導體通道共價鍵合,實現了可控的金屬—半導體過渡。此外,在溝道長度為2.8納米的納米晶體管中,在室溫下表現出相干量子干涉。

  相關論文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abi8884

  太赫茲光驅動的反鐵磁自旋與晶格耦合

  理解自旋晶格耦合是現代凝聚態物理的一個關鍵挑戰,對超快和二維磁具有至關重要的意義。自旋和晶格之間角動量和能量轉移的效率,對自旋電子學、磁學和磁數據存儲中控制自旋的能力施加了基本的速度限制。

  科學家報告了一種由太赫茲光脈沖驅動的自旋晶格耦合的有效非線性機制。一個近單周期的太赫茲脈沖與反鐵磁體二氟化鈷中的相干磁態共振相互作用,激發拉曼活動的太赫茲聲子。結果揭示了反鐵磁體的獨特功能,允許超快自旋晶格耦合使用光。

  相關論文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk1121

  人類特有生存策略的能量學

  與其他類人猿相比,人類進化而來的一系列特征,包括大腦變大、生育率提高、發育周期和壽命較長等,造成了異常高的能量消耗。人類的生存戰略如何適應科學家擴大的能源預算?科學家發現,與其他類人猿相比,人類狩獵采集者和自給自足的農民在生存上花費的精力更多,但時間更少,每小時獲得的能量明顯更多,并且達到了類似的能源效率。

  這些發現修正了科學家對人類能量進化的理解,表明人類主要通過增加能量獲取率來提供更多的能量預算,而不是通過節能的適應,如經濟的兩足行走或復雜的工具使用,以降低生活成本和提高生活的能源效率??茖W家認為,人類生存策略節省下來的時間為中心位置的社會互動和社會學習提供了更多的閑暇時間,這對累積的文化進化至關重要。

  相關論文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf0130

打印 責任編輯:閻芳
  • 碳納米管“變身”超微型晶體管

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