德国波鸿鲁尔大学和澳大利亚新南威尔士大学的科学家采用了酶在多步反应中产生复杂的分子的原理，将这种机制转移到了金属纳米颗粒（也称为纳米酶）上，使二氧化碳转化成化学工业上常用的原料乙醇和丙醇。该项研究成果是由波鸿电化学中心的沃尔夫冈·舒曼教授和杜伊斯堡-埃森大学的科琳娜·安德罗涅斯库教授领导的研究小组，以及贾斯汀·古丁教授和理查德·蒂利教授领导的研究小组共同完成，发表在2019年8月25日的《美国化学学会杂志》上。

沃尔夫冈·舒曼说：“将酶的级联反应转移到具有催化活性的纳米颗粒上可能是催化剂设计中的决定性步骤。”酶对于级联反应具有不同的活性中心，这些活性中心专门用于某些反应步骤。例如，单一酶可以从相对简单的起始原料生产复杂的产品。为了模仿这个概念，研究人员合成了一种颗粒，该颗粒的银核被多孔的铜层包围。银芯充当第一个活性中心，铜层充当第二个活性中心。然后，银核上形成的中间产物在铜层中反应形成更复杂的分子，最后脱离纳米颗粒。 

在发表的研究成果中，研究人员展示了在纳米酶的帮助下，可以发生二氧化碳的电化学还原，在银核和铜核上经历几步反应就可将起始原料转化为乙醇或丙醇。虽然也有其它纳米颗粒，它们不采用级联反应的原理也能将二氧化碳转化成上述原材料，但是需要消耗较多能量。

现在，研究人员希望进一步发展纳米颗粒中的级联反应，以便能够选择性的生产更有价值的产品（乙烯或丁醇）。