離子環(huán)境在提高沸石孔反應(yīng)分子活性中的作用

調(diào)整催化活性位點(diǎn)周圍的分子環(huán)境，可以通過迄今尚未探索的途徑增強(qiáng)催化反應(yīng)性。在沸石中，水的存在通過形成水合氫離子和帶負(fù)電荷的框架鋁四面體創(chuàng)造了一個(gè)離子環(huán)境。

由沸石的鋁濃度決定的高的陽(yáng)離子—陰離子對(duì)的密度導(dǎo)致了高的局部離子強(qiáng)度，增加了吸附和不帶電的有機(jī)反應(yīng)物的過量化學(xué)勢(shì)。帶電的過渡態(tài)（例如碳正離子）是穩(wěn)定的，這降低了能量位壘，導(dǎo)致更高的反應(yīng)速率。

利用環(huán)己醇在水中H-MFI上的分子內(nèi)脫水，研究人員定量地證明了高離子強(qiáng)度的存在提高了反應(yīng)速率，以及這種策略的潛在局限性。

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https://doi.org/10.1126/science.abh3418

海洋熱浪加劇珊瑚損失

氣候變化通過引起熱應(yīng)激事件威脅珊瑚礁，導(dǎo)致大面積珊瑚白化和死亡。鑒于這些大規(guī)模珊瑚死亡事件具有全球性，最近的研究認(rèn)為，減緩氣候變化是保護(hù)珊瑚礁的唯一途徑。

通過對(duì)全球223個(gè)地點(diǎn)的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐膲毫σ蛩嘏c氣候變化協(xié)同作用，殺死了珊瑚。在珊瑚白化后的一年內(nèi)，大量大型海藻或海膽等本地因素加劇了珊瑚的損失。值得注意的是，不斷增加的熱脅迫和大型海藻的聯(lián)合效應(yīng)加劇了珊瑚的損失。

該研究提供了一個(gè)樂觀的結(jié)果，即有效的地方管理，加上全球努力減緩氣候變化，可以幫助珊瑚礁在人類世生存下來(lái)。

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https://doi.org/10.1126/science.abd9464

由電子散射初始化的耦合原子自旋系統(tǒng)自由相干演化

對(duì)耦合量子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的全面了解依賴于實(shí)時(shí)跟蹤局部激勵(lì)效應(yīng)的能力。在此，研究人員利用掃描隧道顯微鏡研究了一對(duì)原子自旋的自由相干演化。

研究人員沒有使用微波脈沖，而是使用直流泵浦探測(cè)方案來(lái)檢測(cè)對(duì)其中一個(gè)自旋進(jìn)行電流誘導(dǎo)激發(fā)后的局部磁化。通過利用與探針尖端的磁相互作用，研究人員可以調(diào)整自旋的相對(duì)進(jìn)動(dòng)。

該研究證明，只有當(dāng)它們的拉莫爾頻率匹配時(shí)，兩個(gè)自旋才能糾纏，導(dǎo)致角動(dòng)量來(lái)回交換。這些結(jié)果為電子自旋散射的局域性提供了見解，并為通過擴(kuò)展自旋晶格的量子態(tài)控制遷移奠定了基礎(chǔ)。

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https://doi.org/10.1126/science.abg8223

機(jī)械位錯(cuò)壓印控制鐵電體極化

缺陷對(duì)于功能材料（從半導(dǎo)體、超導(dǎo)體到鐵質(zhì)）的性能工程是至關(guān)重要的。雖然點(diǎn)缺陷已經(jīng)被廣泛地利用，但位錯(cuò)通常被認(rèn)為是功能材料的問題，而不是一種微觀結(jié)構(gòu)工具。

研究人員開發(fā)了一種機(jī)械印跡位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)的方法，該方法有利于傾斜塊鐵電體中的疇結(jié)構(gòu)，從而馴服大的開關(guān)極化，使其可用于功能捕獲。由此產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)在宏觀上產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械恢復(fù)力逆轉(zhuǎn)電場(chǎng)引起的疇壁位移，在局部上產(chǎn)生高的釘扎力。

這導(dǎo)致鈦酸鋇在中間電場(chǎng)下的介電和機(jī)電響應(yīng)顯著提高。該研究基于位錯(cuò)的各向異性提供了一套不同的方法，用于定制功能材料。

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https://doi.org/10.1126/science.abe3810

（李言編譯）