由于在石墨烯基板上生長(zhǎng)并用硫化鎘點(diǎn)“裝飾”的氧化鋅納米棒陣列，太陽(yáng)可以成為更好的化學(xué)家。在存在太陽(yáng)輻射的情況下，這種零維和一維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與二維石墨烯的組合是許多化學(xué)反應(yīng)的重要催化劑。創(chuàng)新的光催化材料由華沙和中國(guó)福州大學(xué)波蘭科學(xué)院物理化學(xué)研究所的一組科學(xué)家開(kāi)發(fā)，這是一個(gè)奇怪的森林。簡(jiǎn)單，均勻分布的樹(shù)干從平坦的表面生長(zhǎng)，從長(zhǎng)納米向上升到半導(dǎo)體的冕，掠奪每一片太陽(yáng)光。這是通過(guò)顯微鏡觀察到的新型光催化材料，由波蘭華沙科學(xué)院物理化學(xué)研究所（IPC PAS）的科學(xué)家和能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。中國(guó)福州大學(xué)化學(xué)系。這種新型3D材料的設(shè)計(jì)使得在太陽(yáng)能加工過(guò)程中，硫化鎘（所謂的零維結(jié)構(gòu)）點(diǎn)，氧化鋅納米棒（1D結(jié)構(gòu)）和石墨烯（2D）之間實(shí)現(xiàn)了Z 佳協(xié)作。結(jié)構(gòu)）。

將光能從太陽(yáng)轉(zhuǎn)換到地球的方法可以分為兩組。在光伏組中，光子用于直接產(chǎn)生電能。光催化方法是不同的：這里可見(jiàn)光和紫外輻射都用于激活化合物并進(jìn)行儲(chǔ)存太陽(yáng)能的反應(yīng)。以這種方式，可以例如將CO 2還原成甲醇，合成燃料或生產(chǎn)用于化學(xué)或制藥工業(yè)的有價(jià)值的有機(jī)中間體。

由IPC PAS和福州大學(xué)開(kāi)發(fā)的新型三維光催化劑的操作原理很簡(jiǎn)單。當(dāng)具有適當(dāng)能量的光子落在半導(dǎo)體 - 氧化鋅ZnO或硫化鎘CdS上 - 形成電子 - 空穴對(duì)。在正常情況下，它幾乎會(huì)立即重新組合和太陽(yáng)能會(huì)丟失的。然而，在新材料中 - 由于與光子相互作用而在半導(dǎo)體中釋放的電子 - 沿著納米棒快速向下流動(dòng)到石墨烯基底，石墨烯基底是一種優(yōu)良的導(dǎo)體。不能發(fā)生重組，電子可用于產(chǎn)生新的化學(xué)鍵，從而合成新的化合物。實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在石墨烯的表面上，預(yù)先涂有待處理的有機(jī)化合物。

氧化鋅僅與紫外線輻射反應(yīng)，紫外線輻射在陽(yáng)光下只有很小的百分比。因此，IPC PAS和福州大學(xué)的研究人員也用硫化鎘覆蓋了納米森林。這主要與可見(jiàn)光作出反應(yīng)，其中有可見(jiàn)光。比紫外線多10倍 - 這是化學(xué)反應(yīng)的主要電子供應(yīng)商，我們的光催化材料以高產(chǎn)率運(yùn)行。我們通常將其加入到加工的化合物中，比例約為1:10。在不超過(guò)半小時(shí)的時(shí)間內(nèi)暴露于太陽(yáng)輻射后，我們處理80％，有時(shí)甚至超過(guò)90％福州大學(xué)的Yi-Jun Xu教授（FRSC）強(qiáng)調(diào)了這些基質(zhì)的百分比，其中大部分實(shí)驗(yàn)都是由他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進(jìn)行的。

我們的光催化劑的巨大優(yōu)勢(shì)在于其生產(chǎn)的簡(jiǎn)便性”，反過(guò)來(lái)指出IPC PAS的Juan Carlos Colmenares教授?！斑m用于光化學(xué)應(yīng)用的石墨烯現(xiàn)在可以在沒(méi)有任何更大問(wèn)題的情況下使用而且價(jià)格也不貴。反過(guò)來(lái)，我們發(fā)明的石墨烯涂層與氧化鋅納米棒種植體的工藝，我們隨后沉積硫化鎘，快速，高效，在常溫下略高于室溫的溫度下進(jìn)行，并且不需要任何復(fù)雜的基材。

對(duì)于更廣泛的應(yīng)用，重要的是新的光催化劑被緩慢消耗。迄今為止進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，僅在第六至第七次使用后，反應(yīng)產(chǎn)率略微降低約10％，巧妙地使用，新的3D光催化劑可能會(huì)顯著改變化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。其在例如制藥工業(yè)中的用途可以將某些藥理化合物的生產(chǎn)階段從十幾個(gè)減少到幾個(gè)。