作者:突襲鼠
美國布魯克黑文國家實驗室隸屬於美國能源部,研究領域從廣袤宇宙到微小亞原子。2021年12月29日,布魯克黑文國家實驗室公佈2021年閱讀數量最多的十大重要事件。
六、尋找無錯量子位元
布魯克黑文實驗室正在尋找能夠可靠編碼並儲存量子資訊的材料。其中,超導體材料是很有潛力的候選材料。
①研究人員繪製一種包含鐵、碲和硒的奇異拓撲超導體的磁效能與電子效能,並探索區域性化學成分變化如何影響材料效能。
②另一組研究人員,探索鈮金屬超導材料為何丟失量子資訊,發現原子水平的結構和表面化學缺陷可能解釋該現象。
③國家同步輻射光源二期的研究人員發現,磁性材料的厚度可作為微調自旋動力學的旋鈕。
④功能奈米材料中心首個自動合成量子材料的工具進入除錯階段。
七、製造更強大電池
①鋰金屬陽極電池研究。一是繪製鋰金屬電池在數千個點上的效能變化,確定其失效的主要原因。二是明確鋰金屬電池反應機制的新細節,解決長達數十年的爭論。
②成功分離一種難以理解的陰極材料效能,即“化合價梯度效應”,並報告如何運用該效能來防止陰極開裂、提高穩定性。
③確定由鋅、錳氧化物製成的可充電水基電池的主要反應機制。
八、將雲、氣候、天氣和空氣質量相聯絡
①追蹤地球大氣的粒子。一項研究揭示當微量氣體的單個原子與陽光發生反應時,形成雲的微小氣溶膠粒子如何在開闊的海洋上形成。另一項研究表明,破碎小水滴如何驅動過冷雲中爆炸性的冰增殖。
②正在探索汙染是否會加重雷暴。
③首次部署移動氣象臺,檢測單個城市街區的小氣候。
九、開發支援綠色化學的酶與催化劑
①發現一種在植物油質積累過程中發揮重要作用的甾醇。還發現一種能夠生產對羥基苯甲酸的酶。
②明確兩種催化劑的機制細節。其中,一種催化劑可將二氧化碳轉化為乙醇,另一種可以將甲烷轉化為甲醇。
十、為新科學家敞開大門
布魯克黑文實驗室以探索科學發現、開發變革性技術而聞名,也以激勵下一代“科學、技術、工程和數學”(STEM)專業人士而聞名。2021年,該實驗室的教育專案辦公室(OEP)在為STEM領域代表性不足的群體創造機會方面取得了重大進展。