碳材料家族又添兩位新成員

[本刊訊] 同濟大學材料科學與工程學院許維教授團隊首次成功合成了分別由10個或14個碳原子組成的環形純碳分子材料，相關研究成果于2023年11月30日在線發表在《自然》（Nature）上。

碳材料在自然界中存在多種形式，其具體外在表現形式取決于每個碳原子周圍與之成鍵的原子數目。當每個碳原子只和周圍兩個原子成鍵時，會形成環形純碳分子。該結構具有很高的反應活性且極不穩定，在自然界中并非天然存在，而人工合成又極具挑戰性。

該研究團隊創新性地設計了全鹵化萘和蒽兩種前驅體分子，并將其放在“手術臺”（氯化鈉薄膜）上進行“麻醉”（被液氦凍?。?，而后利用掃描隧道顯微鏡針尖作為“手術刀”對其進行“手術”（原子操縱），進而誘導兩種分子完全脫鹵并伴隨發生逆伯格曼開環反應，最終成功合成了兩種芳香性環型碳C10和C14。該研究工作極大地推動了環形碳領域的發展，提出的表面合成策略有望成為一種合成系列環形碳的普適性方法。同時，合成的環形碳有望發展成為新型半導體材料，并在分子電子器件中有著廣闊的應用前景。

（馨 婭）