您的位置: 主頁 > 新聞資訊 > 學者動態 >

這項研究不簡單 | Science及Nature輪番點評,全球首次制造出18環形碳環

來 源:iNature
發布時間:2019-08-22

碳就是一個是“變形金剛”:當它的原子與四個鄰碳結合時,它就會變成鉆石;通過三個鍵,它可以轉換為片狀石墨或石墨烯,3D納米管,甚至是足球形狀的巴基球。但是到目前為止,還沒有人把每個碳只擁有兩個鄰碳的穩定安排放在一起。

2019年8月15日,Katharina Kaiser等人在Science在線發表題為“An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon”的研究論文,該研究通過從環氧化碳分子C24O6中除去一氧化碳,在5開爾文的Cu(111)上的雙層NaCl上使用原子操作產生環[18]碳(C18)。通過高分辨率原子力顯微鏡表征環[18]碳揭示了具有確定的交替三鍵和單鍵位置的多環結構。 環碳和環碳氧化物的高反應性允許通過原子操作誘導分子之間的共價偶聯,為從環碳合物分子的聚結合成其他碳同素異形體和富碳材料開辟了道路。

總之,碳環也具有高活性,允許研究人員將其與其他碳和氧環融合。這已經導致另一種新型化合物,它已經打開了大量新型環形結構的大門,有朝一日可能會用于電子和其他納米器件。

最后Science及Nature分布發表了題為"Carbon atoms marry to form first-ever ring"及"Chemists make first-ever ring of pure carbon"的點評文章,高度贊賞了該研究成果。



碳就是一個是“變形金剛”:當它的原子與四個鄰碳結合時,它就會變成鉆石;通過三個鍵,它可以轉換為片狀石墨或石墨烯,3D納米管,甚至是足球形狀的巴基球。但是到目前為止,還沒有人把每個碳只擁有兩個鄰碳的穩定安排放在一起。

但碳也可以與兩個附近的原子形成鍵。康奈爾大學諾貝爾化學獎獲得者Roald Hoffmann 和其他人長期以來推測這將導致純碳鏈原子鏈。每個原子可能在每一側形成雙鍵 - 意味著相鄰的原子共享兩個電子 - 或者一側是三鍵而另一側是單鍵。各種團隊已經嘗試基于這種模式合成環或鏈。

但由于這種類型的結構比石墨烯或金剛石更具化學反應性,因此它不太穩定,特別是在彎曲時,英國牛津大學的化學家Przemyslaw Gawel說。合成穩定的鏈和環通常需要包含除碳之外的元素。一些實驗暗示在氣體云中產生全碳環,但他們無法找到確鑿的證據。

但是現在,找到了實錘的證據。瑞士和英國的化學家開始時是一個由18個碳原子組成的三角形環,每個角上有兩個一氧化碳(CO)基團以提供穩定性。化學家然后使用原子力顯微鏡的尖端來消除CO組,最終將它們全部移除以產生它們的18碳環,這種被稱為環碳的新分子是最小的理論上穩定的碳環。

碳環也具有高活性,允許研究人員將其與其他碳和氧環融合。這已經導致另一種新型化合物,它已經打開了大量新型環形結構的大門,有朝一日可能會用于電子和其他納米器件。

參考信息:

https://www.nature.com/articles/d41586-019-02473-z

https://www.sciencemag.org/news/2019/08/microscopic-ring-carbon-upending-how-element-relates-its-neighbors

https://science.sciencemag.org/content/early/2019/08/14/science.aay1914

關注微信公眾號
浙江20选5预测号码