《物理评论A》

高维测量可模拟性与高维导引之间的等价

瑞士日内瓦大学的Nicolas Brunner课题组与德国汉诺威大学的Thomas Cope合作，揭示了高维测量的可模拟性与高维导引之间的等价。相关研究成果近日在《物理评论A》发表。

尽管量子导引效应自然地与纠缠的维数（Schmidt数）相关联，但研究人员发现其也直接与测量不相容性的维数概念相关联。简单地说，研究人员提出了导引和测量不相容性的概念在维数量化方面的一般联系。基于这种联系，他们提出了一种替代方法来模拟量子相关性。具体而言，他们展示了如何仅使用共享随机性和低维纠缠就可以精确恢复某些高维纠缠态的相关性。最后，他们导出了用于测试测量不相容性维数的准则，并讨论了将这些想法推广到量子信道的可能性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.107.052425

《自然-化学》

低压介质下锂-空气充电电池设计策略

英国牛津大学 Peter G.Bruce团队报道了当前低压介质下锂-空气充电电池的缓慢和单线态氧不能解释退化的原因。相关研究成果日前发表在《自然-化学》。

尽管锂-空气可充电电池比锂离子电池提供更高的能量密度，但放电过程中形成的绝缘Li2O2阻碍了快速、高效的再充电。氧化还原介质用于促进Li2O2的氧化；然而，在低充电电压下的快速动力学对于实际应用是必要的，但是尚未实现。

研究人员研究了氧化还原介质氧化Li2O2的机理。Li2O2的外层单电子氧化为LiO2是速率限制步骤，这遵循Marcus理论。第二步以LiO2歧化为主，主要形成三重态O2。与早期观点相反，单线态O2的产率取决于介质的氧化还原电位，而与电解质降解无关。研究人员对机理的研究解释了为什么当前的低电压介质（<+3.3V）不能提供高倍率（最大倍率为+3.74V），并提出了重要的介质设计策略，以提供足够高的倍率，在更接近Li2O2氧化热力学电势（+2.96V）的电势下快速充电。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41557-023-01203-3

《德国应用化学》

炔基增强的共价菲系框架高效储锂及机理

上海大学王勇团队报道了炔基增强的共价菲系框架高效储锂及其机理。相关研究成果6月3日发表于《德国应用化学》。

已有的研究显示，原始体相共价有机材料的导电性差是其在储能应用中的主要挑战，而共价有机材料中对称炔基键（C≠C）的储锂机理仍然很少报道。

研究团队首次设计并合成了纳米（~80nm）炔基连接的共价菲罗啉框架（炔基CPF），以提高锂离子电池中共价有机材料的固有电荷传导性和不溶性。由于沿炔基单元和来自菲罗啉基团的N原子的高度电子共轭，通过密度泛函理论（DFT）计算，其具有最低HOMO-LUMO能隙（ΔE=2.629eV）的炔基CPF电极显示出提高的本征电导率。因此，原始的炔基CPF电极具有优异的循环性能以及大的可逆容量和优异的倍率特性（在100 mA g-1下300次循环后为1068.0 mA h g-1，在1000 mA g-1上700次循环后为410.5 mA h g-1）。

此外，通过拉曼光谱、FT-IR、XPS、EIS和理论模拟，研究人员深入探讨了炔基CPF电极中C≠C单元和菲咯啉基团的储能机理。

该工作可为共价有机材料在电化学储能中的设计和机理提供新的策略和见解。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/anie.202302143

《自然-神经科学》

睡眠中海马-丘脑皮质同步可巩固记忆

美国加州大学Itzhak Fried和以色列特拉维夫大学Yuval Nir合作发现在睡眠期间增强海马-前额叶神经元同步可增强人类的记忆巩固。相关研究成果6月1日在线发表于《自然-神经科学》。

据介绍，睡眠中的记忆巩固被认为取决于皮层慢波、丘脑皮层睡眠纺锤体和海马涟漪之间的协调相互作用，但缺乏直接证据。

研究人员在睡眠期间对人类前额叶皮层进行了实时闭环脑深部刺激，并测试了其对睡眠电生理学和夜间巩固陈述性记忆的影响。将刺激与内侧颞叶（MTL）内源性慢波的活动同步可增强睡眠纺锤波，促进全脑神经尖峰活动对MTL慢波的锁定，并改善MTL波纹和丘脑皮质振荡之间的耦合。

此外，同步刺激提高了识别记忆的准确性。相比之下，没有这种精确时间锁定的相同刺激与这些电生理和行为效应无关，有时甚至会退化。值得注意的是，记忆准确性的个体变化与电生理效应高度相关。这一研究表明，睡眠中的海马-丘脑皮质同步是支持人类记忆巩固的原因。

相关论文信息：

https://10.1038/s41593-023-01324-5