陨石中锌的核合成同位素异常制约地球挥发物的来源
不同核合成来源的物质赋予陨石和类地行星不同的同位素特征。这些核合成同位素异常被用来约束形成地球的物质来源。然而,异常现象仅在具有高凝结温度的元素中被发现,这使得地球挥发性元素的来源不受约束。
研究组测定了18块陨石内中等挥发性元素锌的同位素组成,并确定了核合成锌同位素异常。利用质量平衡模型,他们发现碳质体(可能形成于木星轨道之外)提供了地球上约一半的锌储量。
结合之前从其他元素研究中得到的约束,这些结果表明,约10%的地球质量由含碳物质提供。
相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn1021
远距离光量子发射器之间的集体超、亚辐射动力学
光子发射是光-物质相互作用的标志,也是光子量子科学的基础,为量子通信和计算提供了先进的光源。虽然单发射器辐射可根据光子环境调整,但多发射器的引入扩展了这一前景。
研究组利用嵌入在纳米光子波导中的成对固态光量子发射器,实现了远距离偶极子-偶极子辐射耦合。他们动态地探测集体响应,识别超辐射和亚辐射发射,并确定通过适当激发技术控制动力学的策略。该研究是迈向可扩展量子信息处理的多发射极应用的基础性一步。
相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade9324
拓扑非周期金属有机框架的特鲁谢瓷砖结构
当降低对称性的瓷砖连接在一起装饰时,可以形成非周期性和迷宫式的图案。这种特鲁谢拼贴提供了与条形码和QR码使用相关的可视化数据存储的有效机制。
研究组表明,晶体金属-有机框架[OZn4][1,3-苯二甲酸酯]3(TRUMOF-1)是复杂三维特鲁谢拼贴的原子尺度实现。其晶体结构由周期性排列的相同含锌簇组成,以一种明确但无序的方式均匀连接,从而形成一个拓扑非周期性的微孔网络。研究组认为,这种不寻常的结构由组装其化学建筑单元的几何挫折所导致。
相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade5239
耐温度变化的高效p-i-n钙钛矿太阳能电池
日常温度变化会导致卤化物钙钛矿的相变和晶格应变,这对其在太阳能电池中的稳定性提出了挑战。
研究组利用β-聚(1,1-二氟乙烯)有序偶极结构控制钙钛矿薄膜结晶和能量排列,稳定了钙钛矿黑相并改善了太阳能电池性能。他们展示了p-i-n钙钛矿太阳能电池,其在超过18mm2和1cm2 的面积上功率转换效率分别为24.6%和23.1%,在25℃和75℃下、1倍太阳最大功率点跟踪1000小时后,效率仍分别达96%和88%。
在-60℃和+80℃之间的快速热循环下,器件未显示出疲劳迹象,表明有序偶极结构可提升钙钛矿太阳能电池的运行稳定性。
相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.add7331
依赖温度的硅酸盐风化作用可充当地球地质恒温器
几千年来,地球气候可通过矿物风化增溶大气二氧化碳(CO2)来保持稳定,但人们对这种“恒温器”的温度敏感性知之甚少。研究组发现,随着运输、黏土沉淀、崩解和破裂与溶解的耦合越来越大,风化作用的温度依赖性从实验室到流域逐渐增加。
对全球系统的简单升级表明,温度依赖性降低至约22千焦耳/摩尔,因为径流的缺乏限制了风化作用,并将贱金属阳离子保留在约一半陆面上;其他景观被风化层屏蔽,对温度的风化作用响应很小。通过对比实验室数据和全球的风化作用,研究组调和了自然风化和增强风化对CO2沉降的动力学和热力学控制的一些方面。
相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.add2922(未玖编译)
《中国科学报》 (2023-02-01 第2版 国际)