離子環(huán)境在提高沸石孔反應分子活性中的作用

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

由沸石的鋁濃度決定的高的陽離子—陰離子對的密度導致了高的局部離子強度，增加了吸附和不帶電的有機反應物的過量化學勢。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，導致更高的反應速率。

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度的存在提高了反應速率，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激事件威脅珊瑚礁，導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，最近的研究認為，減緩氣候變化是保護珊瑚礁的唯一途徑。

通過對全球223個地點的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)當?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)合效應加劇了珊瑚的損失。

該研究提供了一個樂觀的結果，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。

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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

對耦合量子系統(tǒng)動力學的全面了解依賴于實時跟蹤局部激勵效應的能力。在此，研究人員利用掃描隧道顯微鏡研究了一對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方案來檢測對其中一個自旋進行電流誘導激發(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)整自旋的相對進動。

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

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

機械位錯壓印控制鐵電體極化

缺陷對于功能材料（從半導體、超導體到鐵質(zhì)）的性能工程是至關重要的。雖然點缺陷已經(jīng)被廣泛地利用，但位錯通常被認為是功能材料的問題，而不是一種微觀結構工具。

研究人員開發(fā)了一種機械印跡位錯網(wǎng)絡的方法，該方法有利于傾斜塊鐵電體中的疇結構，從而馴服大的開關極化，使其可用于功能捕獲。由此產(chǎn)生的微觀結構在宏觀上產(chǎn)生強大的機械恢復力逆轉電場引起的疇壁位移，在局部上產(chǎn)生高的釘扎力。

這導致鈦酸鋇在中間電場下的介電和機電響應顯著提高。該研究基于位錯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）