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在过去的几十年里，温室气体二氧化碳的大气浓度急剧增加。植物可以通过光合作用帮助降低这些水平，在光合作用中，二氧化碳 (CO2) 从空气中移除并转化为无害的氧气。真正的植被需要光才能进行这种转化，但新的发现表明，人造树叶可能有一天会促进这种变化——即使在黑暗中。
在一篇即将发表在《物理评论快报》上的论文中，当时在橡树岭国家实验室的王立根及其同事描述了他们研究了为什么某些物质只能在特定情况下催化二氧化碳转化为其他有机分子（这一过程被称为固定）。虽然大块的硒化镉 (CdSe) 无法固定 CO2，但特定尺寸下富含镉的该化合物纳米晶体会快速启动反应。该团队的计算揭示了原因。事实证明，反应并非直接发生在金属表面。相反，每个二氧化碳分子都附着在金属上并获得一个电子，使其具有高反应性。与大块物质不同，微小的晶体能够实现这一过程，因为它需要较少的能量将电子从金属转移到 CO2 分子。这些所谓的自由基随后被释放，固定反应在远离晶体表面的地方进行。
科学家的计算进一步表明，如果在纳米晶体中添加铟原子，反应将不再需要光能才能发生。这表明这种纳米晶体可以构成人造树叶的基础。如果是这样，在黑暗、富含二氧化碳的地区（如烟囱），这些树叶可以在有害的温室气体到达大气层之前将其去除。