作者:李言 来源: 中国科学报 发布时间:2020-10-19
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科学快讯

 

光阱中单个分子的相干合成

超冷单分子具有广泛的潜在应用,例如超冷化学、精密测量、量子模拟和量子计算。但鉴于难以完全操控复杂的原子—分子系统,单个分子的相干合成仍然是一个挑战。

研究组报告了另一种途径,在具有固有偏振梯度的强聚焦激光器中,通过将原子自旋耦合到它们的两体相对运动,将两个原子相干合成一个兆赫级的弱结合分子。

相干性由长寿命的原子—分子拉比振荡来证明。研究组进一步操控分子的运动水平并精确测量结合能。这项工作为全面操控原子—分子系统中的所有自由度打开了大门。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/370/6514/331

热敏结晶增强的液体热电池用于低热回收

低温热能(低于373K)丰富而普遍,但由于当前的回收技术成本效益较低,大部分被浪费了。液态热电池(LTC)是一种廉价、可扩展的热电设备,如果它的相对卡诺效率(ηr)能达到5%,那么就有可能在商业上回收低温热能。

研究组使用热敏结晶和溶解过程,诱导了一个氧化还原离子的持续浓度梯度,塞贝克系数(3.73 mV/K)大大提高,并抑制了LTC的热导率。当LTC接近室温时,ηr高达11.1%。研究组的设备有望用于经济高效地回收低温热能。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/370/6514/342

分子光电离中的仄秒时间延迟

光电离是光与物质相互作用的基本过程之一,其中光子的吸收使电子逃逸。这个过程的时间尺度引出了许多悬而未决的问题。实验发现,在从不同轨道、不同电子带或不同方向发射的电子之间,存在阿秒级(10-18秒)的时间延迟。

研究组证明,在整个分子轨道上,电子并非同时发射。确切地说,产生时间取决于光子穿过分子的传播时间,对于分子氢的平均键长而言,为247仄秒(1仄秒= 10-21 秒)。使用电子干涉技术,研究组解决了从氢分子两个中心发射电子的时间延迟问题。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/370/6514/339

双酰亚胺络合物的结构和光谱表征

高价铁是氧化生物过程中的关键中间体,但除高价铁酸盐离子外的六价络合物极为罕见。

研究组报道了Fe(V)双酰亚胺(2)的简易单电子氧化制备的稳定Fe(VI)(3)配合物的合成、结构和光谱表征。2和3的单晶X射线衍射显示具有不寻常的“跷跷板”几何形状的四坐标Fe中心。

在电子结构计算的支持下,57Fe穆斯堡尔、X射线光电子、X射线吸收和电子—核双共振光谱支持2中的低自旋(S = 1/2)d3 Fe(V)构型 和3中的抗磁(S = 0)d2 Fe(VI)构型。它们共享的跷跷板几何形状由Fe—酰亚胺键的σ键和π键相互作用的平衡电子决定。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/370/6514/356

软骨启发的脂质边界润滑水凝胶

水凝胶的润滑来自流体或溶剂化的表面相。相比之下,关节软骨(一种复杂的生物水凝胶)的润滑性至少部分归因于非流体的脂质暴露边界层。

研究组在合成水凝胶中模拟了这种行为,通过低脂质浓度来创建一个持续更新的分子级薄的基于脂质的边界层。研究组观察到,在多种条件下,与无脂水凝胶相比,摩擦和磨损降低了80%~99.3%。当凝胶干燥然后再水化时,这种润滑效果持续存在。

该研究提供了一种持续、优良的水凝胶润滑方法,可应用于从组织工程到临床诊断。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/370/6514/335

(李言编译)

《中国科学报》 (2020-10-19 第2版 国际)
 
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