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。
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。
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。
并未參與這項研究的加州大學(xué)洛杉磯分?;瘜W(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。(劉霞)
編輯: 張潔
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