用于像差校正3D摄影的集成成像传感器

近年来，像素数迅速增加，平面数字图像传感器促进了广泛领域的一系列应用。然而，不完美透镜或环境干扰引起的空间非均匀光学像差，从根本上限制了成像系统的实际性能。

研究人员提出了一种名为元成像传感器的集成扫描光场成像传感器，以实现高速像差校正三维摄影的通用应用，而无须额外的硬件修改。元成像传感器通过振动编码微透镜阵列，而非直接检测二维强度投影，捕捉超精细的四维光场分布，从而在后处理中实现复杂场调制图像的灵活与精确合成。借助该传感器，研究人员可在没有数据先验的情况下，用单个球面透镜实现高达10亿像素的高性能摄影，使光学成像的系统容量和成本下降几个数量级。

即使存在动态大气湍流，元成像传感器也能够在不降低采集速度的情况下，在80厘米地面望远镜上实现跨1000弧秒的多站点像差校正，从而为高分辨率综合巡天铺平道路。此外，该传感器可同时检索高密度精确深度图，促进从自动驾驶到工业检测的各种应用。

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https://doi.org/10.1038/s41586-022-05306-8

读取磁带的分子棘轮

细胞处理信息的方式让人联想到图灵机，可自主从分子磁带中读取数据并将其转换为输出。人们已实现了可衍生螺纹聚合物的无规加工大环催化剂，以及将构建块从分子链顺序转移到生长低聚物的轮烷。然而，能够读取和写入存储在人造分子磁带上信息的合成小分子机器仍难以实现。

研究人员报告了一种分子棘轮，其中冠醚通过化学燃料脉冲从溶液泵到编码的分子链（“磁带”）上。进一步的燃料脉冲通过能量棘轮机制，将大循环传送通过磁带的一系列隔室，然后将其释放回链的另一端。

在定向运输过程中，冠醚根据沿途结合位点的立体化学改变构象。这使得编程到磁带中的立体化学信息序列可通过变化的圆二色响应，以非破坏性方式读取为一串数字。这一概念的例证是读取带有平衡“三进制数位”的分子带，即-1、0、+1和-1、0、-1。

小分子棘轮是一种有限状态自动机，即图灵机的一种特殊情况，它通过字符串编码的状态序列沿一个方向移动，依赖被占用机器状态进行输出。该研究为利用人工纳米机器沿着分子带的动力定向运动，以及读取和写入信息开辟了道路。

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https://doi.org/10.1038/s41586-022-05305-9

量化全球太阳能光伏供应链节约的成本

实现碳中和需要以前所未有的速度和规模部署可再生能源，但各国有时会实行一些政策，通过限制资本、人才和创新的自由流动而增加成本，以助力经济增长、就业和贸易顺差等利益的本地化。

研究人员评估了来自全球化太阳能光伏（PV）模块供应链的成本节约。利用美国、德国和中国太阳能PV部署的历史产能、组件和投入材料价格数据，开发了一个双因子学习模型。

研究估计，2008年—2020年，全球PV组件市场为美国PV安装商节省了240亿（190亿~310亿）美元，为德国节省了70亿（50亿~90亿）美元，为中国节省了360亿（260亿~450亿）美元。

研究预测到2030年，太阳能组件的价格将比全球化供应链的未来值高出约20%~25%。国际气候政策受益于全球化的低碳价值链，这些结果表明有必要制定补充性政策，以减轻福利分配效应和对技术排挤的潜在影响。

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https://doi.org/10.1038/s41586-022-05316-6

热带海洋季节性温度变化的冰消期增加

在相对稳定的全新世气候出现之前，北半球发生了明显的突然变暖事件，即新仙女木（YD）冰期的结束。尽管这一转变已得到深入研究，但其对低纬海洋温度的影响仍有争议，人们关于其对次年至未来10年气候变化的影响仍知之甚少。

热带大西洋在这些时间尺度上的海表温度（SST）变化预计将在当前和未来全球变暖下加剧，并对非洲和南美洲的环境条件以及热带太平洋气候产生重大影响。

研究人员展示了通过对Cariaco盆地沉积物中长链烯烃酮进行质谱成像（MSI）获得的100微米分辨率记录，发现在过渡到全新世期间，年平均SST保持稳定。然而，季节性SST增加了两倍多，接近现代值1.6℃，可能由热带辐合带（ITCZ）的位置以及年度范围驱动。

研究组进一步观察到，在全新世早期，年际变化加剧。该结果表明，热带大西洋10年尺度的SST变化对气候背景的突变非常敏感，例如最近一次从冰川期到间冰期的转变。

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https://doi.org/10.1038/s41586-022-05350-4

（未玖编译）