从树叶里发生的一种化学变化受到启发，加州理工学院的科学家们开发出一种新的氧化镍导电薄膜。它复制自然界中植物利用阳光将水、二氧化碳转化成氧气和碳水化合物类燃料的过程，构建了一个安全、高效的人工光合作用系统，俗称 “人工树叶”。通过这种导电薄膜，可以解决利用阳光将水分解成氢燃料中出现的问题。例如，硅这种半导体在导电过程中极易氧化生锈，在加入氧化镍薄膜就能够起到防止生锈的作用，与此同时促进阳光的分解作用，获得更多的像甲烷或者氢这样的燃料。
“人工树叶”是加州理工大学人工光合作用联合中心（JCAP）开发的，由光阳极、光阴极和薄膜三个主要的部分组成。其中光阳极利用阳光氧化水分子产生氧气、质子和电子；光阴极利用光阳极产生的质子和电子合成氢气；用塑料制成的薄膜可将这两种气体隔开，以防止任何可能性的爆炸。然后在一定的压力作用下，这些气体会被压入管道收集起来。
加州理工学院化学教授奈特·路易斯是JCAP的科学带头人，他曾经用硅或者砷化镓这类用在太阳能电池板上能够吸收光的普通半导体来制作电极，然而这些材料碰到水容易氧化，也就是生锈。后来他和其他科学家尝试在这些电极上加一层保护膜，但均告失败。因为理想的保护膜要求很高，要与它所覆盖的半导体能在化学上相容，不透水，能导电，保证透光，容易被催化产生反应，释放氧和燃料。而路易斯团队这次研制的氧化镍薄膜完全符合上述各项要求，是一项重大的飞跃。它可以用在包括硅、磷化铟、碲化镉在内的多种半导体材料上。尤其在保护光阳极上，氧化镍薄膜的优越性能远远超过了其他类似的保护膜。
制作氧化镍薄膜新技术需要将粉碎的氩原子在富氧环境下放入高速转动的镍原子颗粒中。在这个过程中，从氩原子中溅射下来镍原子碎片与氧原子发生反应，生成一种镍的氧化物，沉淀在半导体上形成了保护膜。最关键的是这种新型的氧化镍薄膜能够很好地配合另外一张重要的膜，这张膜负责将释放氢气的光阳极与释放氧气的光阴极隔开，互不干涉。如果没有这张隔膜，光阳极和光阴极会因为靠得太近而放电，再遇上刚由它们自己释放出的活泼的氧气氢气，随时都可能发生爆炸。而有了氧化镍薄膜，就能一次性地制造出一个没有爆炸相对安全且持久高效的人工光合作用机器。
路易斯指出，人工光合作用机器投入商业市场还需要很长一段时间。这个系统的其他部分比如光阴极还有待于进一步改善。目前要做的就是把这两个部分都做好，给大家呈现完整的人工光合作用系统以及它的运作过程。
