人造葉子模擬光合作用，即植物利用太陽能量將空氣中的水分和二氧化碳制造碳水化合物的過程。但是，此前這種有望減少大氣中二氧化碳排放的人造葉子，只能在實驗室里工作，因為它們需要使用實驗室容器中的純壓二氧化碳。

研究報告作者、美國伊利諾伊州立大學(xué)工程學(xué)院副教授Meenesh Singh說：“迄今為止，所有在實驗室中測試過的人造葉子設(shè)計都使用了加壓罐中的二氧化碳，為了使其成功應(yīng)用于自然環(huán)境，人造葉子需要吸收更多稀釋來源的二氧化碳?！?/span>

而從人造葉子中分離出加壓二氧化碳意味著它們需要收集和濃縮空氣中的二氧化碳，從而促進(jìn)人工光合作用反應(yīng)。Meenesh Singh和同事Aditya Prajapati在實驗室通過將傳統(tǒng)人造葉子封裝在透明膠囊中來解決這一問題。

據(jù)了解，透明膠囊是由季銨樹脂半透膜制成，里面裝滿水。季銨樹脂半透膜可使水在陽光照射下蒸發(fā)，當(dāng)水分穿過半透膜時，會選擇性地從空氣中吸收二氧化碳。膠囊中的人工光合作用裝置由涂有催化劑的吸光器組成，這種催化劑能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳，然后被虹吸抽出用于制造各種合成燃料的基礎(chǔ)成分。同時，該過程也會制造氧氣，供周圍環(huán)境吸收使用。

Meenesh Singh說：“通過將傳統(tǒng)人造葉子封裝在這種特殊薄膜之中，整個裝置就像一片天然葉子能夠在自然環(huán)境中進(jìn)行光合作用。”

他們的計算顯示，360片人造葉子，每個1.7米長、0.2米寬，每天可以制造接近半噸的一氧化碳，用于合成燃料制造。同時，覆蓋500平方米的360片人造葉子能夠一天之內(nèi)將周圍100米范圍內(nèi)空氣中的二氧化碳含量降低10%。

Meenesh Singh說：“我們的設(shè)計使用了現(xiàn)有材料和技術(shù)，當(dāng)它們結(jié)合在一起時可以制造現(xiàn)實版的人造葉子，能夠在實驗室之外的自然環(huán)境使用，從而在減少大氣中溫室氣體方面發(fā)揮重要作用?！保钇G）