化学家首次制造出纯碳环,将推大大动分子晶体管的发展

国际新闻 阅读(1637)

12: 00: 00科学科学

大多数化学家放弃尝试后很长一段时间,一组研究人员合成了第一个由18个原子组成的环形纯碳分子。

化学家们开始研究碳和氧的三角形分子,操纵分子产生碳-18环。对这种环碳的分子性质的初步研究表明,它具有半导体的功能,允许类似的线性碳链用作分子级电子元件。

日本大阪大学的化学家Yoshito Tobe表示,这是一项“绝对令人震惊的工作”,并开辟了一个新的研究领域。 “许多科学家,包括我自己,都试图捕获环碳并确定它们的分子结构,但它们都是徒劳的,”Tobe说。该研究的结果发表在最近一期的《科学》中。

纯碳有几种不同的形式,包括钻石,石墨和“纳米管”。元素的原子可以以各种构型与其自身形成化学键。例如,每个原子可以与金字塔形状的四个相邻原子组合,如钻石;或者三个,例如单原子厚度的石墨烯片。六角形图案。 (这种三键结构也存在于块状石墨,碳纳米管和称为富勒烯的球状分子中。)

但碳也可以与两个附近的原子结合。获得诺贝尔奖的化学家罗尔德霍夫曼和纽约伊萨卡康奈尔大学的其他人一直认为,这将导致形成纯碳链。每个原子可以在每一侧形成双键 - 这意味着相邻的原子共享两个电子 - 或者在一侧形成三重键而在另一侧形成单键。不同的团队试图根据这种模式合成环或链。

然而,英国牛津大学的化学家Przemyslaw Gawel表示,由于其比石墨烯或金刚石更强的化学反应性,它不太稳定,特别是在弯曲时。合成稳定链和环通常需要包含除碳之外的元素。一些实验表明,完整的碳环将在气体云中产生,但它们尚未找到确凿的证据。

一枚戒指

Gawell和他的合作者现在已经创造并成像了对循环分子碳-18的长期研究。他的合作者,牛津大学的化学家Lorel Scriven,使用标准的“湿”化学方法来合成从环上掉下来的前四个碳正方形和附着在正方形上的氧气。原子内部的分子。然后,研究小组将样品送到瑞士苏黎世的小发猫实验室,在那里,合作者将氧碳分子放在高真空室中的氯化钠层上。他们使用电流(使用原子力显微镜或扫描调谐显微镜)一次操作环以去除不相关的含氧部分。经过反复试验,显微照片扫描显示出18碳结构。 “我从没想过我会看到这个,”斯克里文说。

小发猫研究人员已经证明,18碳环具有交替的三键和单键。无论碳-18具有这种结构还是完全由双键组成,理论结果一直是分开的。

替代键类型很有意思,因为它们被认为赋予碳链和环状半导体特性。结果表明,长而直的碳链也可以是半导体,Gawel说这可能使它们成为未来分子级晶体管的有用元件。

目前,研究人员正在研究碳-18的基本性质,它们一次只能产生一个分子。他们还将继续尝试可能产生更多产量的其他技术。 “这是迄今为止非常基础的研究,”Gawel说。

霍夫曼说:“这项工作非常漂亮。”但他补充说,目前尚不清楚碳-18离开盐表面时是否稳定,是否比一次合成分子更有效。

大多数化学家放弃尝试后很长一段时间,一组研究人员合成了第一个由18个原子组成的环形纯碳分子。

化学家们开始研究碳和氧的三角形分子,操纵分子产生碳-18环。对这种环碳的分子性质的初步研究表明,它具有半导体的功能,允许类似的线性碳链用作分子级电子元件。

日本大阪大学的化学家Yoshito Tobe表示,这是一项“绝对令人震惊的工作”,并开辟了一个新的研究领域。 “许多科学家,包括我自己,都试图捕获环碳并确定它们的分子结构,但它们都是徒劳的,”Tobe说。该研究的结果发表在最近一期的《科学》中。

纯碳有几种不同的形式,包括钻石,石墨和“纳米管”。元素的原子可以以各种构型与其自身形成化学键。例如,每个原子可以与金字塔形状的四个相邻原子组合,如钻石;或者三个,例如单原子厚度的石墨烯片。六角形图案。 (这种三键结构也存在于块状石墨,碳纳米管和称为富勒烯的球状分子中。)

但碳也可以与两个附近的原子结合。获得诺贝尔奖的化学家罗尔德霍夫曼和纽约伊萨卡康奈尔大学的其他人一直认为,这将导致形成纯碳链。每个原子可以在每一侧形成双键 - 这意味着相邻的原子共享两个电子 - 或者在一侧形成三重键而在另一侧形成单键。不同的团队试图根据这种模式合成环或链。

然而,英国牛津大学的化学家Przemyslaw Gawel表示,由于其比石墨烯或金刚石更强的化学反应性,它不太稳定,特别是在弯曲时。合成稳定链和环通常需要包含除碳之外的元素。一些实验表明,完整的碳环将在气体云中产生,但它们尚未找到确凿的证据。

一枚戒指

Gawell和他的合作者现在已经创造并成像了对循环分子碳-18的长期研究。他的合作者,牛津大学的化学家Lorel Scriven,使用标准的“湿”化学方法来合成从环上掉下来的前四个碳正方形和附着在正方形上的氧气。原子内部的分子。然后,研究小组将样品送到瑞士苏黎世的小发猫实验室,在那里,合作者将氧碳分子放在高真空室中的氯化钠层上。他们使用电流(使用原子力显微镜或扫描调谐显微镜)一次操作环以去除不相关的含氧部分。经过反复试验,显微照片扫描显示出18碳结构。 “我从没想过我会看到这个,”斯克里文说。

小发猫研究人员已经证明,18碳环具有交替的三键和单键。无论碳-18具有这种结构还是完全由双键组成,理论结果一直是分开的。

替代键类型很有意思,因为它们被认为赋予碳链和环状半导体特性。结果表明,长而直的碳链也可以是半导体,Gawel说这可能使它们成为未来分子级晶体管的有用元件。

目前,研究人员正在研究碳-18的基本性质,它们一次只能产生一个分子。他们还将继续尝试可能产生更多产量的其他技术。 “这是迄今为止非常基础的研究,”Gawel说。

霍夫曼说:“这项工作非常漂亮。”但他补充说,目前尚不清楚碳-18离开盐表面时是否稳定,是否比一次合成分子更有效。

http://ufo.fclink.com.cn