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王一博,彧,戳-第七感,英国人有第七感嘛

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愤恨的叶河

作者:圆的方块

修改:Yuki

最近,纳米范畴有个有意思的工作。

IBM的科学家发明出了环碳(cyclocarbon)分子。

这种分子是一种由18个碳原子组成的环,因而,这种分子又被命名为环[18]碳新华龙电子有限公司(cyclo[18]carbon)

环[18]碳示意图,它好像一个超小的项圈 | IBM

怎样做一个环碳

环[18]碳,这姓名读起来像武侠小说中的剑客相同。

早在1966年燐月,就有学者猜测过环碳的结构。随后,也有直接依据标明,在极点条件下(激光或许高温)能够存在一些气态的环碳[1]。可是,由于气态的环碳太周安琪不安稳,学者们并没有直接观察到,也彩八仙手机客户端无法深化研讨相关的性质。

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近来,来自IBM和牛津大学的科学家,协作发明了由18个碳原子组成的环碳,相关研讨成果宣布在了《科学》杂志上。

为了让这18个碳原子手拉手、心连心,科学家们采用了超低温条件下的原子控制技能。

在制备中,他们首要组成了一种名为C24O6的碳-氧分子。物如其名,这种分子中包括24个碳原子和6个氧原子。氧原子的存在,提高了整个分子的安稳性。

接下来,他们将这个分子安顿在氯化钠的外表上。之所以挑选氯化钠,是由于盐类王一博,彧,戳-第七感,英国人有第七感嘛在低温下是化学慵懒的,不会和生动的碳-氧分子发作反响。

环碳组成办法,其间第三排为C24O6等系列分子的显微图画 | IBM

随后,科学家们结合扫描隧道显微镜(STM)原子力显微镜(AFM)等技能,来对这个分子进行加工。

具体来说,是运用一根极端尖利的金属探针,经过在探针顶级施加电流,将C24O6中氧原子逐一敲掉,一起,与氧相连的6个碳原子也会被移除。这样,就剩余相互衔接的18个碳原子,即环[18]碳。

环[18]碳分子的三维图画 | IBM

纳米界的扛把子——IBM

在发明环碳的过程中,最大的难点无疑是准确控制原子。这种听起来近乎梦想的技能,IBM却早已轻车熟路。

吴优福

究竟,在纳米科研的mird075江湖中,IBM是如“带头大哥”一般的存在。

控制原子所应用到的中心手法,名为“扫描隧道显微镜(STM)”。这项技能便是由IBM的两位学者格尔德宾宁和海因里希罗雷尔在1981年创始的。

STM的要害部件是一根十分细的金属探童乐坊针,针尖与物体外表能够构成电流,经过记载电流的巨细与改变,从而能够勘探纳米级的微观描摹。

STM的超细探针 | ucla.edu

借由STM,人类好像打开了一只“天眼”,将纳米国际的纷乱尽收眼底。这项成果也荣获了1986年诺贝尔物理学奖。

不过,科学家们不止满足于“看看龙火战神”,他们更想“动动”。

1990年,又是IBM,他们运用STM将35个氙原子排成了“IBM”三个字母。完成了人类历史上初次对原子的控制。

原子排列成IBM字母 | IBM

原子控制术除了能发明最新的科学发现,还能用来拍电影。2013年,IBM运用几十个原子,拍照了一部国际最小的电影。

这部名为《小男孩和他的原子》(A boy and his atom)的电影由242帧图片组成,内容叙述了一个(原子级)小男孩玩(原子)皮球的故事。

原子电影A boy and his atom海报 | phys.org

现在,环碳的制备,彻底得益于IBM在纳米范畴数十年的技能堆集。

环碳有什么用?

环碳有了,但它有什么含义呢?

首要,环[18]碳的呈现,回答梁慧贤了学者们长久以来的一个疑问——环碳中的原子是怎样衔接的?

曾经的理论猜测是:在环碳中,每个碳原子以双键的办法与周围的碳原子进行衔接。

但本次研讨发现:环碳原子衔接办法是单键和三键替换衔接(alternating trip参加葆婴每月有使命吗le and single bonds)。

环碳原子单键-三键替换衔接示意图 | Wikimedia Commons

依据以往经历,新办法的碳总会给人带来惊喜——富勒烯和石墨烯,都王一博,彧,戳-第七感,英国人有第七感嘛得到了诺贝尔奖。

但现在来看,环碳应该不可。由于它还没有带来严重的理论打破。现现在,咱们只知王一博,彧,戳-第七感,英国人有第七感嘛道环碳是一种半导体。此外,这种分子极端不安稳,制备办法又太难,其他研讨人员无法深化打开研讨。

科学家们自己也说,下一步的试验方案是“探究出能安稳,高效制备环碳的办法[2]

他们还有个方案,期望以环碳为组件,去做出一些更杂乱碳分子[2]

现阶段,环碳关于广大群众的含义也不留鸟轰趴馆是很大。最大的影响,可能是下一年的中考高考及各类化学竟赛里可能会呈现这样一道题——

请问,环[18]碳中原子的衔接办法是_____?

作者手刺

排版:Yao

题图来历:IBM

参考文献:

[1] Kaiser, K., Scriven, L. M., Schulz, F., Gawel, 浮桥P.王一博,彧,戳-第七感,英国人有第七感嘛, Gross, L.妹纸别惹我, & Anderson, H. L. (2019). An sp-hybridized molecular carbon allo王一博,彧,戳-第七感,英国人有第七感嘛trope, cyclo [18] carbon. Science, eaay1914.

[2] Making and Imaging Cyclocarbon, IBM research blog, 2019, https扛旗张峰://www.ibm.co诛仙往生咒m/blogs/research/2019/08/making-imaging-cyclocarbon/

【拓宽阅览】

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