Oxygen isotope records of five stalagmites from Hulu Cave near Nanjing bear a remarkable resemblance to oxygen isotope records from Greenland ice cores, suggesting that East Asian Monsoon intensity changed in concert with Greenland temperature between 11,000 and 75,000 years before the present (yr. B.P.). Between 11,000 and 30,000 yr. B.P., the timing of changes in the monsoon, as established with 230Th dates, generally agrees with the timing of temperature changes from the Greenland Ice Sheet Project Two (GISP2) core, which supports GISP2's chronology in this interval. Our record links North Atlantic climate with the meridional transport of heat and moisture from the warmest part of the ocean where the summer East Asian Monsoon originates.

Materials are described here that can change their crystalline phase in response to the electrically controlled insertion or extraction of oxygen and hydrogen ions, giving rise to three distinct phases with different optical, electrical and magnetic properties. Materials that change their phase in response to the electrical injection or extraction of an ionic species are harnessed in a wide range of applications, including batteries that can operate in a range of climates and smart windows that can control the amount of light or heat that passes through them. As Nianpeng Lu et al. report, increasing the number of transferrable ionic species can greatly enhance the functionality of the system. Specifically, they report a material system in which the electrical insertion and extraction of oxygen (O2−) and hydrogen (H+) ions can be independently controlled, giving reversible access to three distinct material phases that have very different optical, electrical and magnetic properties. This finding could further broaden the range of potential applications for phase-changing materials. Materials can be transformed from one crystalline phase to another by using an electric field to control ion transfer, in a process that can be harnessed in applications such as batteries1, smart windows2 and fuel cells3. Increasing the number of transferrable ion species and of accessible crystalline phases could in principle greatly enrich material functionality. However, studies have so far focused mainly on the evolution and control of single ionic species (for example, oxygen, hydrogen or lithium ions4,5,6,7,8,9,10). Here we describe the reversible and non-volatile electric-field control of dual-ion (oxygen and hydrogen) phase transformations, with associated electrochromic2 and magnetoelectric11 effects. We show that controlling the insertion and extraction of oxygen and hydrogen ions independently of each other can direct reversible phase transformations among three different material phases: the perovskite SrCoO3−δ (ref. 12), the brownmillerite SrCoO2.5 (ref. 13), and a hitherto-unexplored phase, HSrCoO2.5. By analysing the distinct optical absorption properties of these phases, we demonstrate selective manipulation of spectral transparency in the visible-light and infrared regions, revealing a dual-band electrochromic effect that could see application in smart windows2,9. Moreover, the starkly different magnetic and electric properties of the three phases—HSrCoO2.5 is a weakly ferromagnetic insulator, SrCoO3−δ is a ferromagnetic metal12, and SrCoO2.5 is an antiferromagnetic insulator13—enable an unusual form of magnetoelectric coupling, allowing electric-field control of three different magnetic ground states. These findings open up opportunities for the electric-field control of multistate phase transformations with rich functionalities.

Getting closure in ferroelectric films Ferroelectric materials have a spontaneous electric polarization that can be manipulated for applications. The polarization is usually not uniform throughout the material, and for nanosized ferroelectrics, polarization can be quite complex. Using scanning transmission electron microscopy, Tang et al. found that in thin films of the ferroelectric PbTiO 3 , the polarization vector rotated in space, forming a closed loop, the so-called flux closure. The flux closure structures formed an array, with the period dependent on the width of the thin film, and caused the buildup of considerable strain within the crystal lattice of the material Science, this issue p. 547

Nanometer-thick passive films on metals usually impart remarkable resistance to general corrosion but are susceptible to localized attack in certain aggressive media, leading to material failure with pronounced adverse economic and safety consequences. Over the past decades, several classic theories have been proposed and accepted, based on hypotheses and theoretical models, and oftentimes, not sufficiently nor directly corroborated by experimental evidence. Here we show experimental results on the structure of the passive film formed on a FeCr15Ni15 single crystal in chloride-free and chloride-containing media. We use aberration-corrected transmission electron microscopy to directly capture the chloride ion accumulation at the metal/film interface, lattice expansion on the metal side, undulations at the interface, and structural inhomogeneity on the film side, most of which had previously been rejected by existing models. This work unmasks, at the atomic scale, the mechanism of chloride-induced passivity breakdown that is known to occur in various metallic materials.

A heterostructured crystalline bilayer specimen is known to produce moiré fringes (MFs) in the conventional transmission electron microscopy (TEM). However, the understanding of how these patterns form in scanning transmission electron microscopy (STEM) remains limited. Here, we extended the double-scattering model to establish the imaging theory of MFs in STEM for a bilayer sample and applied this theory to successfully explain both experimental and simulated STEM images of a perovskite PbZrO

Zwitterionic catalytic model for ring-opening polymerization (ROP) was unveiled. Among the designed quaternary ammonium carboxylate zwitterionic catalysts, carnitine, a natural product zwitterion, showed optimal performance in ROPs of cyclic esters.

A one-step solid-phase synthesis method for regulating the inter-relationship between the dispersion of Ni and suitable SAPO-11 acidity was employed to develop a highly efficient hydroisomerization catalyst.

The dosages of colloidal silicon seeds in the seed-induced synthesis of TS-1 zeolites were investigated in detail. The characterization results revealed that the colloidal silicon seeds not only reduced the particle sizes but also promoted the incorporation of titanium atoms into the framework of TS-1 zeolites as prepared. SEM images and particle size distribution (PSD) confirmed that the particle sizes of TS-1 zeolite could be effectively reduced to about 150 nm. The lattice plane [2 1 0] and [0 2 0] of 7.0-Seed-TS-1 zeolite were well exposed, as observed by the HRTEM images. It is worth noting that the ratio of non-framework Ti atoms incorporated onto the surface of TS-1 zeolites increased slightly to 0.11% by XPS. By regulating the dosage of colloidal Si seeds and promoting rapid nucleation, the size of the crystals could be easily tuned, and then the resulting high external specific surface area and pore volume ensured the reactant accessibility to the active site. The TS-1 zeolites regulated by the 5.0~7.0% dosages of colloidal silicon seeds possessed high external specific surface areas (148.1 m