同济大学教授许维团队，经过对两种分子施行“麻醉”和“手术”，初次精准组成两种全新的碳分子资料芳香性环型碳C10和C14，并精密表征了它们的化学结构。这两种组成的新颖碳结构有望应用于未来的分子电子学器材中。相关研讨11月30日在线发表于《天然》。

  碳是一种常见的非金属元素。碳资料在天然界中有多种方式，其详细外在表现方式取决于每个碳原子周围与之成键的原子数目。当每个碳原子和周围4个原子成键时，就构成了天然界中天然存在的坚固通明物质钻石；当它和周围3个原子成键时，则构成了质软黑色的石墨。

  当每个碳原子只和周围两个原子成键时，会构成环形纯碳分子（环型碳）。因为这种类型的碳结构具有极高的反响活性、极不安稳，在天然界中并非天然存在，而人工组成又极具挑战性。

  此外，在环型碳中，每个碳原子和周围两个原子的成键办法是键长平等的累积烯烃型（接连的双键）仍是不等的聚炔型（单键和三键替换），一向存在争议。许多团队测验组成环型碳但并未成功，一些气相试验尽管显现存在环型碳的痕迹，但难以别离提纯并进一步表征它们的结构。

  直到2019年，IBM与英国牛津大学的研讨团队协作，制备出单个的环型碳C18，初次从试验上验证了C18为单键和三键替换的聚炔型结构。但是，环型碳是一个大宗族，组成更小尺度的环型碳，更具挑战性。

  许维团队立异性地规划了全卤化萘和蒽两种前驱体分子，并将这两种分子放在作为手术台的氯化钠薄膜上，用液氦对其进行“麻醉”，然后对其进行原子操作的“手术”，从而诱导两种分子彻底脱卤并随同产生反伯格曼开环反响，终究成功地在外表上组成两种芳香性环型碳C10和C14。化学键分辩的原子力显微镜剖析标明，不同于此前C18的聚炔型结构，C10和C14均具有累积烯烃型的结构。

  团队进一步经过理论核算发现，这两个碳资料宗族新成员并非具有彻底一致的特性，C10肯定没键长替换，而C14作为从累积烯烃型C10到聚炔型C18的过渡态，存在一个十分小的键长替换，但没有到达单键和三键的方式，而且从试验上也无法分辩出来。

  “这项研讨极大推动了环型碳范畴的开展，提出的外表组成战略有望成为一种组成系列环型碳的普适性办法。”许维说。