The production of renewable solar fuel through CO2 photoreduction, namely artificial photosynthesis, has gained tremendous attention in recent times due to the limited availability of fossil-fuel resources and global climate change caused by rising anthropogenic CO2 in the atmosphere. In this study, graphene oxide (GO) decorated with copper nanoparticles (Cu-NPs), hereafter referred to as Cu/GO, has been used to enhance photocatalytic CO2 reduction under visible-light. A rapid one-pot microwave process was used to prepare the Cu/GO hybrids with various Cu contents. The attributes of metallic copper nanoparticles (∼4–5 nm in size) in the GO hybrid are shown to significantly enhance the photocatalytic activity of GO, primarily through the suppression of electron–hole pair recombination, further reduction of GO's bandgap, and modification of its work function. X-ray photoemission spectroscopy studies indicate a charge transfer from GO to Cu. A strong interaction is observed between the metal content of the Cu/GO hybrids and the rates of formation and selectivity of the products. A factor of greater than 60 times enhancement in CO2 to fuel catalytic efficiency has been demonstrated using Cu/GO-2 (10 wt % Cu) compared with that using pristine GO.

Abstract One of the key challenges for nuclear physics today is to understand from first principles the effective interaction between hadrons with different quark content. First successes have been achieved using techniques that solve the dynamics of quarks and gluons on discrete space-time lattices 1,2 . Experimentally, the dynamics of the strong interaction have been studied by scattering hadrons off each other. Such scattering experiments are difficult or impossible for unstable hadrons 3–6 and so high-quality measurements exist only for hadrons containing up and down quarks 7 . Here we demonstrate that measuring correlations in the momentum space between hadron pairs 8–12 produced in ultrarelativistic proton–proton collisions at the CERN Large Hadron Collider (LHC) provides a precise method with which to obtain the missing information on the interaction dynamics between any pair of unstable hadrons. Specifically, we discuss the case of the interaction of baryons containing strange quarks (hyperons). We demonstrate how, using precision measurements of proton–omega baryon correlations, the effect of the strong interaction for this hadron–hadron pair can be studied with precision similar to, and compared with, predictions from lattice calculations 13,14 . The large number of hyperons identified in proton–proton collisions at the LHC, together with accurate modelling 15 of the small (approximately one femtometre) inter-particle distance and exact predictions for the correlation functions, enables a detailed determination of the short-range part of the nucleon-hyperon interaction.