由18個原子組成的環碳問世

科技日報北京8月20日電(記者劉霞)碳家族再添新成員!據英國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,科學家創造了一種名為環碳(cyclocarbon)的分子,並對其結構進行了成像:該分子是由18個碳原子組成的環。研究成果發表於《科學》雜誌。

碳可謂自然界中最“多才多藝”的元素之一,有多種用途和形式的碳,包括鑽石、石墨、石墨烯、巴基球、碳納米管等。

化學家認為,應該有可能製造出環狀的碳分子,但迄今為止,沒有人做到這一點。

為此,IBM蘇黎世研究實驗室物理學家凱瑟琳娜⋅凱撒和同事們從氧化環碳分子著手。在氧化環碳分子內,碳原子排列成環,原子上附著著一氧化碳基團。這些基團有助於分子保持穩定,因此,去除一氧化碳創造環碳並非易事。利用原子力顯微鏡,研究人員通過對分子施加電壓,成功去除了一氧化碳,得到了一個裸露的碳環。

隨後,他們用顯微鏡對其進行成像。環碳很容易與其他物質反應,為了將其隔離,他們在食鹽的惰性表面製造出了環碳。

之前的研究已經發現了氣體中存在環碳分子的跡象,但無法給這種分子成像並確定其結構,而且,科學家們也不清楚每個原子之間的鍵究竟是什麼樣。新研究解決了這一爭論:環碳原子由單鍵和三鍵交替連接在一起形成。這將有助科學家改進用於預測未知分子結構的複雜計算機計算。

並未參與這項研究的加州大學洛杉磯分校化學家伊夫⋅魯賓說:“這些計算結果是否正確仍然是個大問題,所以通過實驗來證實這一點非常重要。”

根據以往經驗,新形式的碳總會給人帶來驚喜。巴基球、富勒烯分子家族以及2004年石墨烯的“橫空出世”,都使研製者榮膺諾貝爾獎。但由於環碳不穩定,它不能被封存起來進行進一步研究,因此,目前還不清楚這種新分子會有多大潛力。

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