據安徽日報報道  記者近日從中國科學技術大學獲悉，該校教授熊宇杰、龍冉研究團隊設計了一類等離激元催化材料，實現了可見光區和紅外光區二氧化碳與水的高選擇性轉化。該技術實現的光驅動二氧化碳資源化利用率創下目前最高紀錄。相關研究成果日前發表于《自然－通訊》。

通過人造材料，進行與自然界光合作用相似的化學反應，利用陽光、二氧化碳和水生成人類所需物質，是人類長期以來的夢想。然而，這種人工光合成體系進行應用嘗試時，面臨著一些重大挑戰，其關鍵是如何利用太陽光中低能量的光子。紅外光是太陽光譜中典型的低能光子，在太陽光譜中占比高達53%。通常的半導體光催化技術只能利用紫外區和可見區的光子來驅動化學轉化，制約了太陽能利用效率。

近年來，國際上包括熊宇杰團隊在內的先進等離激元催化研究團隊，都曾提出利用金屬納米材料的等離激元效應來驅動催化反應的思路，希望解決半導體光催化面臨的瓶頸問題。然而，等離激元金屬納米材料具有吸收低能光子的能力，卻難以將吸收的能量有效地利用到催化反應中去，導致化學轉化活性很低。

熊宇杰團隊針對等離激元催化的機制問題，開展了近十年的研究。研究團隊此次設計的材料在可見光區和紅外光區范圍內，皆可驅動二氧化碳與水高選擇性轉化為碳氫化合物。有鑒于等離激元催化的多光子吸收特點，團隊設計優化了反應裝置，實現了散射光子的高效吸收，從而突破了當前光驅動二氧化碳資源化利用領域的瓶頸。（記者 陳婉婉）