作者:未玖 来源: 中国科学报 发布时间:2022-5-20
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科学快讯

 

全球潮汐湿地消长高分辨率图绘制完成

人们预期潮汐湿地会对全球环境变化做出动态响应,但湿地损失在多大程度上被湿地增加所抵消仍不清楚。

研究组对卫星数据进行了全球分析,以同时监测1999—2019年间3种高度互联的潮间生态系统类型——潮滩、潮沼和红树林的变化。

在全球范围内,13700平方千米的潮汐湿地已经消失,但被9700平方千米的湿地增加所抵消后,最终20年间净缩减4000平方千米。

研究组发现,这些损失和增长中有27%直接与人类活动有关,例如转向农业和恢复湿地。所有其他变化都归因于间接驱动因素,包括气候变化的影响等。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.abm9583

内表面致密氟纳米通道可超快渗透水

水通道蛋白的疏水性内表面促进了水在其中的超快渗透。聚四氟乙烯有着致密的氟面,因此具有很强的防水性。

研究组报道了一系列内径为0.9~1.9纳米的含氟低聚酰胺纳米环。这些纳米环在磷脂双层膜中进行超分子聚合,形成含氟纳米通道,其内壁被氟原子密集覆盖。直径最小的纳米通道的水渗透通量比水通道蛋白和碳纳米管的水渗透通量高两个数量级。

该研究所提出的纳米通道具有可忽略的氯离子渗透性,这是由静电负氟内表面提供的强大静电屏障造成的。因此,这种纳米通道有望在脱盐过程中显示出近乎完美的阻盐性。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.abd0966

轻离子轰击增强铁电薄膜铁电性

非易失和准同型的后摩尔电子器件的不断发展需要集成铁电材料和半导体材料。与原子层沉积兼容的氧化铪(HfO2)基铁电体的出现开辟了有趣且颇有前景的研究途径。然而,HfO2中铁电性的起源和控制途径仍然是个谜。

研究组证明了局部氦(He)注入可以激活这些材料中的铁电性。他们还分析了可能的竞争机制,包括He离子引发的摩尔体积变化、空位再分布、空位生成和空位迁移率的激活。

这些发现既揭示了该系统中铁电性的起源,也为纳米工程二元铁电体开辟了新途径。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.abk3195

在长程量子磁体中观测新兴流体动力学

确定非平衡量子态的普适性质是现代物理学的一个重大挑战。一个有趣的预测是,经典流体力学普遍出现在任何相互作用的量子系统演化中。

研究组通过实验探测了51个单独控制离子的量子动力学,实现了长程相互作用的自旋链。通过测量无限温度状态下的时空分辨关联函数,他们观测到了整个从正常扩散到反常超扩散的流体动力学普适性类别,均由Lévy飞行描述。

研究组提取了流体力学理论的输运系数,反映了系统的微观性质。该结果表明,工程量子系统有潜力为量子物质非平衡态的普适性提供关键见解。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.abk2400

可实现21.7%效率的全钙钛矿串联太阳能模块

将全钙钛矿串联太阳能电池作为模块而非单结结构来制造面临诸多挑战,包括生长高质量的宽禁带钙钛矿,以及减缓互连触点处卤化物和金属互扩散造成的不可逆退化。

研究组展示了使用可扩展制造技术制备高效全钙钛矿串联太阳能模块。通过系统调节无甲基铵1.8eV混合卤化物钙钛矿的铯比,他们提升了大面积刀片涂层薄膜的结晶均匀性。

研究组在互连的子电池间引入导电共形“扩散势垒”,以提高全钙钛矿串联太阳能模块的功率转换效率(PCE)和稳定性。

该串联模块获得了21.7%的认证PCE,孔径面积为20 cm2,在模拟太阳光照下连续运行500小时后仍保持75%的初始效率。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.abn7696

(未玖编译)

《中国科学报》 (2022-05-20 第2版 国际)
 
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