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碳家族再添新成員由18個原子組成的環(huán)碳問世
閱讀：54 發(fā)布時間：2022-4-9碳家族再添新成員！據(jù)英國《科學(xué)新聞》雙周刊網(wǎng)站近日報道，科學(xué)家創(chuàng)造了一種名為環(huán)碳（cyclocarbon）的分子，并對其結(jié)構(gòu)進行了成像：該分子是由18個碳原子組成的環(huán)。研究成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
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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，包括鉆石、石墨、石墨烯、巴基球、碳納米管等。
化學(xué)家認(rèn)為，應(yīng)該有可能制造出環(huán)狀的碳分子，但迄今為止，沒有人做到這一點。
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為此，IBM蘇黎世研究實驗室物理學(xué)家凱瑟琳娜·凱撒和同事們從氧化環(huán)碳分子著手。在氧化環(huán)碳分子內(nèi)，碳原子排列成環(huán)，原子上附著著一氧化碳基團。這些基團有助于分子保持穩(wěn)定，因此，去除一氧化碳創(chuàng)造環(huán)碳并非易事。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(huán)。
隨后，他們用顯微鏡對其進行成像。環(huán)碳很容易與其他物質(zhì)反應(yīng)，為了將其隔離，他們在食鹽的惰性表面制造出了環(huán)碳。
之前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了氣體中存在環(huán)碳分子的跡象，但無法給這種分子成像并確定其結(jié)構(gòu)，而且，科學(xué)家們也不清楚每個原子之間的鍵究竟是什么樣。新研究解決了這一爭論：環(huán)碳原子由單鍵和三鍵交替連接在一起形成。這將有助科學(xué)家改進用于預(yù)測未知分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜計算機計算。
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并未參與這項研究的加州大學(xué)洛杉磯分校化學(xué)家伊夫·魯賓說：“這些計算結(jié)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(jù)以往經(jīng)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"，都使研制者榮膺諾貝爾獎。但由于環(huán)碳不穩(wěn)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。