48个碳原子组成的环碳问世

新闻探索 2025-09-15 03:11:50 69

  中国科学报讯 科学家成功合成了一种新型全碳分子——环[48]碳(C48)。个碳这是原组继35年前合成富勒烯(C60)以来,第二种能够在常温条件下进行研究的环碳久惯牢成网全碳分子。这一突破可能为新一代电子和量子技术提供极其高效的问世材料。相关研究8月14日发表于《科学》。个碳

48个碳原子组成的环碳问世

研究人员通过添加“缓冲器”使环碳分子保持稳定。图片来源:Harry Anderson

  环碳是环碳由碳原子环组成的分子,如富勒烯和纳米管等,问世它们能够表现出奇怪的个碳化学行为或以不寻常的方式导电。但环碳非常脆弱和不稳定,原组极易分解,环碳久惯牢成网在某些情况下甚至会爆炸。问世通常来说,个碳环碳只有在极其苛刻的原组条件下才能维持足够长的时间,因此很难对其进行深入研究。环碳

  为攻克这一难题,英国牛津大学的Harry Anderson和同事利用索烃结构,找到了一种在室温下使其保持稳定的方法,并在一个新分子——C48上证明了这一点。

  C48是一个由48个碳原子组成的环。Anderson和同事在C48上添加了一个“缓冲器”,即让C48穿过3个较小的环,从而使48个碳原子不会相互碰撞,也不会与其他分子碰撞。这种被称为环[48]碳[4]索烃的新结构足够稳定,可以维持约两天,从而使研究人员能够首次详细研究C48。这种稳定环碳的新方法有助其他研究人员研究这类奇特的分子。

  有趣的是,C48的48个碳原子就像排列在一条无限链中一样,理论上这种结构能够无限期地将电荷从一个原子转移给下一个原子。这种导电潜力暗示环碳可用于一系列新一代技术的研发,包括晶体管、太阳能电池、半导体和量子器件等。然而,还需要进一步的研究来证实这一点。

  “一场竞赛可能要开始了。我们可以把这种长环看作制造无限链的垫脚石。”德国乌尔姆大学的Max von Delius说,单碳分子链比环状C48更适合作为导体,这将是真正要迈出的下一步。(徐锐)

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1126/science.ady6054

  《中国科学报》 (2025-08-19 第2版 国际)

[ 责编:田新宇 ]
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