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在過去的幾十年裡，溫室氣體二氧化碳的大氣濃度急劇增加。植物可以透過光合作用幫助降低這些水平，在光合作用中，二氧化碳 (CO2) 從空氣中移除並轉化為無害的氧氣。真正的植被需要光才能進行這種轉化，但新的發現表明，人造樹葉可能有一天會促進這種變化——即使在黑暗中。
在一篇即將發表在《物理評論快報》上的論文中，當時在橡樹嶺國家實驗室的王立根及其同事描述了他們研究了為什麼某些物質只能在特定情況下催化二氧化碳轉化為其他有機分子（這一過程被稱為固定）。雖然大塊的硒化鎘 (CdSe) 無法固定 CO2，但特定尺寸下富含鎘的該化合物奈米晶體會快速啟動反應。該團隊的計算揭示了原因。事實證明，反應並非直接發生在金屬表面。相反，每個二氧化碳分子都附著在金屬上並獲得一個電子，使其具有高反應性。與大塊物質不同，微小的晶體能夠實現這一過程，因為它需要較少的能量將電子從金屬轉移到 CO2 分子。這些所謂的自由基隨後被釋放，固定反應在遠離晶體表面的地方進行。
科學家的計算進一步表明，如果在奈米晶體中新增銦原子，反應將不再需要光能才能發生。這表明這種奈米晶體可以構成人造樹葉的基礎。如果是這樣，在黑暗、富含二氧化碳的地區（如煙囪），這些樹葉可以在有害的溫室氣體到達大氣層之前將其去除。