研究人员造出环[18]碳-C18分子

IBM和牛津的研究人员合作通过原子力显微镜制备并表征出环[18]碳-C18分子,解决了三十年前的问题(J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6870),制备路线与结构式如下:

C18分子结构

参考文献:Katharina Kaiser et al. An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aay1914

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IBM研究团队和牛津大学团队开始在铜基板顶上涂上一层相对惰性的氯化钠。由于惰性反应,氯化钠不会形成与顶部碳原子的?#24067;?#38190;。首先,该团队制作了“线性段?#20445;?#28982;后构建了一个由十八个碳原子组成的环,由六个一氧化碳基团稳定。在那之后,这是一个小心地去除一氧化碳并希望?#35789;?#27809;有它们的“脚手架”?#26448;?#20445;持碳原子连接的问题。通过向AFM的尖端施加电压脉冲,可以成对地去除一氧化碳基团。

只要基材表面保持冷却(大?#21058;?#19979;450华氏度) – “环碳”环就足够稳定,可以进行研究。它允许研究人员解决关于形成的一个挥之不去的问题:环是否完全由双键形成,或通过交替的单键和三键形成。事实证明,后者是存在的。

然而,不只是理论正在被解决。通过演示。原子操纵可以融合碳环和环状碳氧化物,研究人员提出,未来可以创造出大量富含碳的分子和其他?#38382;健?#36825;可能为分子电子学铺平了道路,在分子电子学中,分子用于制造电子元件,但其规模远小于传统的电子元件。通过这种方式,使用纳米技术打破摩尔定律的新计算机有朝一日不仅可行,而且可能非常实用。