科技日报北京8月20日电(记者刘霞)碳家族又添新成员!据英国《科学新闻》双周刊网站近日报道,科学家创造了一种名为环碳的分子,并对它的结构进行了成像:该分子是由18个碳原子组成的环。研究成果发表在期刊《科学》上。
碳是自然界最通用的元素之一,有多种用途和形式,包括钻石、石墨、石墨烯、巴基球、碳纳米管等。
化学家认为应该有可能创造出环形碳分子,但到目前为止,还没有人做到这一点。
为了做到这一点,苏黎世IBM 研究实验室的物理学家Katharina Kaiser 和同事首先氧化环碳分子。在氧化的环状碳分子内,碳原子排列成环,原子上连接有一氧化碳基团。这些基团有助于分子保持稳定,因此去除一氧化碳以形成环碳并不是一件容易的事。研究人员使用原子力显微镜,通过向分子施加电压成功去除一氧化碳,留下裸露的碳环。
然后他们使用显微镜对其进行成像。环状碳很容易与其他物质发生反应,因此为了将其分离,他们在氯化钠的惰性表面上创建了环状碳。
之前的研究已经在气体中发现了环状碳分子的迹象,但他们无法对分子进行成像并确定其结构,而且科学家们也不知道每个原子之间的键到底是什么样的。新的研究解决了这一争论:环碳原子是由交替连接在一起的单键和三键形成的。这将帮助科学家改进用于预测未知分子结构的复杂计算机计算。
加州大学洛杉矶分校的化学家伊夫·鲁宾(Yves Rubin)没有参与这项研究,他说,这些计算是否正确仍然是一个大问题,因此通过实验来证实这一点很重要。
根据以往的经验,新形式的碳总是会带来惊喜。巴基球、富勒烯分子家族以及2004年石墨烯的出现都为其开发者赢得了诺贝尔奖。但由于环碳不稳定,无法将其封存以供进一步研究,因此尚不清楚这种新分子将具有多大的潜力。