化學新進展:由18個原子組成的環碳問世!!

2021-02-23 科學解碼

碳家族再添新成員!據英國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,科學家創造了一種名為環碳(cyclocarbon)的分子,並對其結構進行了成像:該分子是由18個碳原子組成的環。研究成果發表於《科學》雜誌。

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,包括鑽石、石墨、石墨烯、巴基球、碳納米管等。

化學家認為,應該有可能製造出環狀的碳分子,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家凱薩琳娜⋅凱撒和同事們從氧化環碳分子著手。在氧化環碳分子內,碳原子排列成環,原子上附著著一氧化碳基團。這些基團有助於分子保持穩定,因此,去除一氧化碳創造環碳並非易事。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。

隨後,他們用顯微鏡對其進行成像。環碳很容易與其他物質反應,為了將其隔離,他們在食鹽的惰性表面製造出了環碳。

之前的研究已經發現了氣體中存在環碳分子的跡象,但無法給這種分子成像並確定其結構,而且,科學家們也不清楚每個原子之間的鍵究竟是什麼樣。新研究解決了這一爭論:環碳原子由單鍵和三鍵交替連接在一起形成。這將有助科學家改進用於預測未知分子結構的複雜計算機計算。

並未參與這項研究的加州大學洛杉磯分校化學家伊夫⋅魯賓說:「這些計算結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。」

根據以往經驗,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」,都使研製者榮膺諾貝爾獎。

但由於環碳不穩定,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。

相關焦點

  • 碳家族再添新成員,由18個原子組成的環碳問世
    環碳是由18個碳原子組成的環狀結構,原子間長鍵和短鍵交替排列。圖片來源:英國《科學新聞》雙周刊網站科技日報北京8月20日電 碳家族再添新成員!據英國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,科學家創造了一種名為環碳(cyclocarbon)的分子,並對其結構進行了成像:該分子是由18個碳原子組成的環。研究成果發表於《科學》雜誌。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,包括鑽石、石墨、石墨烯、巴基球、碳納米管等。
  • 由18個原子組成的環碳問世
    碳家族再添新成員!據英國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,科學家創造了一種名為環碳(cyclocarbon)的分子,並對其結構進行了成像:該分子是由18個碳原子組成的環。研究成果發表於《科學》雜誌。在氧化環碳分子內,碳原子排列成環,原子上附著著一氧化碳基團。這些基團有助於分子保持穩定,因此,去除一氧化碳創造環碳並非易事。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。隨後,他們用顯微鏡對其進行成像。環碳很容易與其他物質反應,為了將其隔離,他們在食鹽的惰性表面製造出了環碳。
  • 碳家族再添新成員 由18個原子組成的環碳問世
    環碳是由18個碳原子組成的環狀結構,原子間長鍵和短鍵交替排列。  圖片來源:英國《科學新聞》雙周刊網站科技日報北京8月20日電 碳家族再添新成員!據英國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,科學家創造了一種名為環碳(cyclocarbon)的分子,並對其結構進行了成像:該分子是由18個碳原子組成的環。研究成果發表於《科學》雜誌。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,包括鑽石、石墨、石墨烯、巴基球、碳納米管等。化學家認為,應該有可能製造出環狀的碳分子,但迄今為止,沒有人做到這一點。
  • 18個原子組成的環碳問世;可穿戴皮膚傳感器能「解碼」汗液丨科技早...
    ●據英國《科學新聞》雙周刊網站近日報導,科學家創造了一種名為環碳的分子,並對其結構進行了成像:該分子是由18個碳原子組成的環。從氧化環碳分子著手,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。隨後,他們用顯微鏡對其進行成像。環碳很容易與其他物質反應,為了將其隔離,他們在食鹽的惰性表面製造出了環碳。
  • 第一次,讓18個碳原子連成環,碳的全新形式!
    例如,當每個碳原子都連著3個相鄰的碳原子時,它是相對柔軟的石墨、石墨烯、碳納米管和富勒烯;當每個碳原子都有4個相鄰的碳原子時,它是堅硬的鑽石。這些都是已經得到充分研究的碳的形式,但還有一些形式不太為人所知,例如每個碳原子只有兩個相鄰碳原子相連形成的環碳,就非常難以捉摸。
  • 第一次,18個碳原子連成環
    例如,當每個碳原子都連著3個相鄰的碳原子時,它是相對柔軟的石墨、石墨烯、碳納米管和富勒烯;當每個碳原子都有4個相鄰的碳原子時,它是堅硬的鑽石。這些都是已經得到充分研究的碳的形式,但還有一些形式不太為人所知,例如每個碳原子只有兩個相鄰碳原子相連形成的環碳,就非常難以捉摸。
  • 世間萬物由原子組成,那原子又是由什麼組成的?
    我們都知道,科學家們把組成物體的最小單位稱為原子,那麼原子是由什麼組成的呢?還是說,原子就是原子,不能再被分割?這個問題其實很好解答,因為科技的進步我們可以直觀的發現原子大多都是由質子、中子、電子組成,當然也有可能沒有中子,例如氫原子。
  • 人類是由多少個原子組成?
    幾乎每個人體中的每個原子都是數十億年前由一顆恆星製造的。 最後,我們都是由相同的基本物質組成:原子。每個原子包含三個小的亞原子粒子——質子、中子和電子。在原子的中心,質子和中子聚集在一起形成原子核,而電子則圍繞原子核旋轉,就好像它們是圍繞自己的小太陽運行的微小行星。 一個體重70公斤的人由70億億個原子組成。這個數字有多大?7後面跟著27個零。
  • 世界最小電晶體問世:僅由7個原子構成
    據物理學家組織網報導,美國與澳大利亞科學家成功製造出世界上最小的電晶體——由7個原子在單晶矽表面構成的一個「量子點」,標誌著我們向計算能力的新時代邁出了重要一步。    量子點(quantum dot)是納米大小的發光晶體,有時也被稱為「人造原子」。雖然這個量子點非常小,長度只有十億分之四米,但卻是一臺功能健全的電子設備,也是世界上第一臺用原子故意造出來的電子設備。它不僅能用於調節和控制像商業電晶體這樣的設備的電流,而且標誌著我們向原子刻度小型化和超高速、超強大電腦新時代邁出的重要一步。
  • 質子不衰,原子不滅,為何由原子組成的生命不能永生?
    生命由原子組成,既然原子不滅,那為什麼生命不能永生?自古以來,人類對於永恆的生命便有急切的追求,不論是西方還是東方,在很多宗教神話傳說中,仙神佛幾乎都有永恆的壽命,號稱與天同壽,甚至本身就是創世神。既然組成宇宙萬物的最基本單位——原子不滅,那為什麼也是由原子組成的人類血肉之軀就不能永生?
  • 傳承與發展,匯原子光譜新進展——第五屆全國原子光譜及相關技術...
    自2010 年開始,全國原子光譜及相關技術學術會議每兩年舉辦一次,已連續舉辦四屆,分別由四川大學(四川成都)、東北大學(遼寧瀋陽)、廣西師範大學(廣西桂林)和武漢大學(湖北武漢)等單位承辦,會議規模和涉及的研究領域逐年擴大。本次會議更是有來自88個單位316名代表參會,以及來自美國、加拿大、香港等著名學者前來參會交流。  江桂斌院士也笑稱,本次會議的代表有40後、50後、60後??
  • 生命由原子組成,既然原子可以永生,為什麼生命不行?
    組成我們身體的原子看似是可以永生的,那生命為什麼不可以?我想更多地從物理學的方面回答這個問題!宇宙的基本守恆定律一個人的身體含有大量的化學元素,其中包括碳、氫、氧,及一些微量元素。據估計,一個70公斤的人,身體內包含10^28個原子,這些原子都來自同一個地方,就是天空中那些發光發熱的恆星。一個原子由質子、中子及電子組成。
  • 科學家合成世界首個 18 個原子的純碳環
    · 前沿進展 科學家合成世界首個純碳環,含 18 個碳原子 ——C18,其中的 18 個碳原子通過交替的單鍵和叄鍵連接而成,早期研究發現C18環分子具有半導體特性,這意味著類似的碳直鏈結構可能可以成為分子級別的電子元件。
  • 科學家開發出了世界上最小的分子馬達 由16個原子組成
    科學家開發出了世界上最小的分子馬達 由16個原子組成 來源:科技日報 • 2020-06-18 17:31:40 據物理學家組織網16日報導,來自瑞士聯邦國家實驗室(Empa)和洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家開發出了世界上最小的分子馬達
  • 原子的組成是什麼,原子的結構怎樣運作,原子怎樣組成物質?
    但原子是什麼,它們是如何像構造建築一樣組成物質呢?原子序數所有的物質都由原子組成。一個原子有一個由質子和中子組成並且被零或多個電子環繞的核心。為了把原子分類,我們需要知道它有多少質子、中子以及電子。原子的質子數決定了它是哪種元素。例如氧原子總是有8個質子。碳原子總是有6個質子。
  • 迄今最小馬達僅由十六個原子組成
    據物理學家組織網6月16日報導,來自瑞士聯邦國家實驗室(Empa)和洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家開發出了世界上最小的分子馬達,其由16個原子組成,並且可以在同一個方向穩定旋轉,有望將能量收集推升至原子級。
  • 人體由大量原子組成,這些原子從哪來?人逝世後原子又會去哪?
    (高)眉宇原創2026:人身上的原子來自哪裡?人死後,原子又會去哪裡?自擬標題:人體由大量原子組成,這些原子從哪來?人逝世後原子又會去哪?引言:原子是什麼?生活中,不管是無生命體還是生命體,皆由原子組成,事物的特性及功能與原子結構、原子排列等息息相關,生物特性亦是同理。據科學家推算,人體應至少由6000億億個原子組成,元素種類至少為60種。由此可見,原子雖小,但至關重要。可以理解為,原子能夠單獨存在,不依附於任何物體,但世間事物卻無法如此,幾乎所有物體都是由原子構成。
  • 原子中的這些「真空區」是由什麼組成的?
    既然大多數原子都是氫原子,那我們就從氫原子開始說起。在氫原子中,一個電子佔據了一個軌道空間,這個軌道空間創造出到達質子的第一道屏障。這個電子是一個體積如此小的點狀粒子,以至於它僅有的作用就是其負電荷能阻擋其他原子的電子。假設質子是個嬰兒,那麼電子就在四公裡之外。
  • 物理學家設計出僅由幾百個原子組成的光學鏡面
    這種新型的超材料是由一個僅由幾百個相同原子組成的單一結構層構成的。這些原子排列在由幹涉雷射束形成的光學晶格的二維陣列中。該研究成果是在最近才興起的亞波長量子光學這個有序原子新領域的首次實驗觀測。到目前為止,這種鏡子是唯一的一種。該成果今天發表在《Nature》雜誌上。通常情況下,鏡子利用高度拋光的金屬表面或特殊塗層的光學玻璃來提高更輕重量下的性能。