【海川化工科技前沿】48个碳原子组成的环碳问世

沙漠里的游鱼 · 发表于 2025-8-19 15:10:57

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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）。这是继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材料。相关研究8月14日发表于《科学》。

环碳是由碳原子环组成的分子，如富勒烯和纳米管等，它们能够表现出奇怪的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，极易分解，在某些情况下甚至会爆炸。通常来说，环碳只有在极其苛刻的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。

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。

沙漠里的游鱼 · 发表于 2025-8-19 20:37:08