科技日報北京8月20日電(記者劉霞)碳家族又添新成員!據(jù)英國《科學新聞》雙周刊網(wǎng)站近日報道,科學家創(chuàng)造了一種名為環(huán)碳的分子,并對它的結(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)表在期刊《科學》上。
碳是自然界最通用的元素之一,有多種用途和形式,包括鉆石、石墨、石墨烯、巴基球、碳納米管等。
化學家認為應該有可能創(chuàng)造出環(huán)形碳分子,但到目前為止,還沒有人做到這一點。
為了做到這一點,蘇黎世IBM 研究實驗室的物理學家Katharina Kaiser 和同事首先氧化環(huán)碳分子。在氧化的環(huán)狀碳分子內(nèi),碳原子排列成環(huán),原子上連接有一氧化碳基團。這些基團有助于分子保持穩(wěn)定,因此去除一氧化碳以形成環(huán)碳并不是一件容易的事。研究人員使用原子力顯微鏡,通過向分子施加電壓成功去除一氧化碳,留下裸露的碳環(huán)。
然后他們使用顯微鏡對其進行成像。環(huán)狀碳很容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應,因此為了將其分離,他們在氯化鈉的惰性表面上創(chuàng)建了環(huán)狀碳。
之前的研究已經(jīng)在氣體中發(fā)現(xiàn)了環(huán)狀碳分子的跡象,但他們無法對分子進行成像并確定其結(jié)構(gòu),而且科學家們也不知道每個原子之間的鍵到底是什么樣的。新的研究解決了這一爭論:環(huán)碳原子是由交替連接在一起的單鍵和三鍵形成的。這將幫助科學家改進用于預測未知分子結(jié)構(gòu)的復雜計算機計算。
加州大學洛杉磯分校的化學家伊夫·魯賓(Yves Rubin)沒有參與這項研究,他說,這些計算是否正確仍然是一個大問題,因此通過實驗來證實這一點很重要。
根據(jù)以往的經(jīng)驗,新形式的碳總是會帶來驚喜。巴基球、富勒烯分子家族以及2004年石墨烯的出現(xiàn)都為其開發(fā)者贏得了諾貝爾獎。但由于環(huán)碳不穩(wěn)定,無法將其封存以供進一步研究,因此尚不清楚這種新分子將具有多大的潛力。