光子轴子绝缘体

轴子是一种假设的基本粒子，在自然界中无法探测到，可以作为准粒子出现在被称为轴子绝缘体的三维晶体中。先前轴子绝缘体的实现在很大程度上局限于二维系统，在实验中尚未探索其三维拓扑特性。

研究组在三维光子晶体中实现了一种轴子绝缘子，并研究了其拓扑性质。实验演示的特征包括每个表面上类似于分数陈氏绝缘子的半量子化陈数、在三维中形成拓扑输运的单向手性铰链态，以及分数陈数和整数陈数之间的算术运算。

该工作通过实验将轴子绝缘体确立为物质的三维拓扑相，并实现了手性态通过编织形成复杂的单向三维网络。

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https://doi.org/10.1126/science.adr5234

建筑材料每年可储存超过160亿吨二氧化碳

实现温室气体净零排放可能不仅需要减少排放，还需要有效利用二氧化碳去除技术。研究组探索了每年在建筑材料中储存二氧化碳的潜力。

结果发现，在新的基础设施中，用二氧化碳储存替代品完全取代传统建筑材料，每年可储存多达166±28亿吨二氧化碳，约占2021年人为二氧化碳排放量的50%。

总储存潜力对所用材料的规模比对单位质量材料储存的碳量更敏感。此外，建筑材料的碳储存库将与对这些材料的需求成比例增长，有望减少对成本更高或环境风险更大的地质、陆地或海洋储存的需求。

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https://doi.org/10.1126/science.adq8594

四能带合成使硫化锡晶体具有高热电效率

热电材料一直受到组成元素稀缺的限制，尤其是碲化物。地球上储量丰富的宽禁带硫化锡在晶体形态上表现出颇具前景的性能。

研究组通过促进4个价带的能量和动量辐合提高硫化锡晶体的热电效率，称为四能带合成。他们在硒合金硫化锡中引入了更多的锡空位来激活四能带合成，并通过诱导二硫化锡促进载流子的传输，从而实现p型硫化锡晶体在300K温度下约1.0的高无量纲品质系数（ZT），在300K至773K温度下的平均ZT为1.3。

研究组进一步获得了6.5%的实验效率，其制造的冷却器在353 K时的最大冷却温差为48.4K。该发现有望引起人们对地球上储量丰富的硫化锡晶体在废热回收和热电冷却方面应用的兴趣。

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https://doi.org/10.1126/science.ado1133

温带冰的线性黏性流动

对处于压力融化温度且在晶界处含有液态水的温带冰川冰的变形进行精确建模，对于预测冰盖向海洋的排放以及相关的海平面上升至关重要。

这种模型的核心是格伦流动定律，其中应变率取决于应力的大小。与这种非线性形成鲜明对比的是，研究组通过进行大规模剪切变形实验发现，在冰川床附近和冰流边缘的液态水含量和应力的通用范围内，温带冰是线性黏性的。

这种线性可能由晶界处的扩散压力融化和再冻结引发，有助于稳定冰盖对收缩引起的应力增加的模拟响应。

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https://doi.org/10.1126/science.adp7708

（未玖编译）