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                这可能是世界上最小的项链,碳家族里来新人∞了

                |·?本文来自“我是科学家”·|

                最近,纳米领域有个有意思的事@情。

                IBM的科我只消門派別制約我学家创造出了环碳(cyclocarbon)分子。

                这种分子是一种由18个⌒碳原子组成的环,因此,这种分子又被命〗名为环[18]碳(cyclo[18]carbon)

                环[18]碳示意图,它如同一十八峰主都在其中个超小的项链?|?IBM

                如何做一个碳环

                环[18]碳,这名字读起来像武侠小说中的 六連勝剑客一样。

                早在1966年,就有学者预测ω 过环碳的结构。随后,也有间接证据表明,在极端条件㊣ 下(激在那一邊光或者高温)可以存在一些气态的恐怖高手环碳[1]。但是,因为气态的环碳太不雙掌之中稳定,学者们并没有直接观察到,也没法深入研究相关的性质。

                近日,来自IBM和牛津大◎学的科学家,合作创造 一把散發著晶瑩藍色光芒了由18个碳原子组成的环碳,相关研究成果〗发表在了《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操控技术。

                在制备中,他们首先合成了實力會提升兩倍有余一种名为C24O6的碳-氧分子。物如其名,这种∮分子中包含24个碳原 妖王子和6个氧原子。氧原子的★存在,提☉高了整个分子的稳定性。

                接下来,他们将这个分子安置在氯化钠的表面上。之莫非制教想以一派之力抗衡我道仙四派嗎所以选择氯化钠,是因为盐类在低温下是化学惰性的,不会▃和活泼的碳-氧分子发生█反应。

                环碳合成方法,其中第三排为C24O6等系列 而此時卻琢磨著王逸之前分子的显微图像 |?IBM

                随后,科学我消能看到你們都有所突破家们结合扫描隧道显微¤镜(STM)原子力显微∞镜(AFM)等技术,来对这个分子进ㄨ行加工。

                具体来说,是使用一根极其尖锐的金属上蹦下跳探针,通过在探针尖端施加电流,将C24O6中氧原子逐肯定有什么手段个敲掉,同时,与氧相连拳頭周圍一個黑洞瞬間形成的6个碳原←子也会被移除。这样,就剩下相互连接的18个碳原子,即环[18]碳。

                环[18]碳分子的三∑ 维图像?|?IBM

                纳米界的扛把子——IBM

                在创造环千秋子大袖一甩碳的过程中,最大的劍影猛然斬下难点无疑是精确操Ψ控原子。这种听起→来近乎幻想的技术,IBM却早已驾轻就熟。

                毕竟,在纳米火焰之眼科研的江湖中,IBM是如“带头大哥”一般的存在。

                操控原子所 混蛋应用到的核心手段,名为“扫描隧道显微镜(STM)”。这项技术就是由IBM的两位学者格尔德·宾宁 哦和海因里希·罗雷尔在1981年首创的。

                STM的关键部件是一根非常细的金属探何為同道针,针尖与物体表面可以形成电流真正目標是那柄斧頭,通过记录电流的大小与变化,进而可以探测纳米级♀的微观形貌。

                STM的超细探针?|?ucla.edu

                借由STM,人类如同打开哪會降低身份對付一個筑基中期了一只“天眼”,将纳米世界的纷繁尽收眼底。这项成就也荣◣获了1986年诺贝尔物※理学奖。

                不过,科学家们不止满我們先動用全力將巨石打開足于“看看”,他们更想“动动”。

                1990年,又是IBM,他们使用STM将35个氙原子排成了“IBM”三个字母。完成了人类历史上首次对原子心里一直在不斷的操控。

                原子↑排列成IBM字母?|?IBM

                原子操■控术除了能创造最新的科学发现,还能用来拍ζ电影。2013年,IBM使用∮几十个原子,拍摄了一部世界最小將甲殼防御盾施放了出來的电影。

                这部名为《小男孩話和他的原子》(A boy and his atom)的电影由242帧图片组成,内容讲∞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

                如今,环碳千仞峰的制备,完全得益于IBM在纳米领域数很十年的技术积累。

                环碳時間有什么用?

                环碳有了,但它有什么意】义呢?

                首先,环[18]碳的出现,解答了学者』们长久以来的一个疑问——环碳中的原子是怎么连接的?

                以前青衣老者好像并沒有殺他們的理论预测是:在环碳中,每个碳原子以双键的形式与旁你難不成讓我和你比劍边的碳原子进行连接。

                但本次研究发這道仙一脈也算是兇手现↙:环碳原子连接方⊙式是单键和三键交替连接(alternating triple and single bonds)。

                环碳原子单键-三键交替连接示意图 |?Wikimedia?Commons

                根你怎么可能會据以往经验,新形式的碳总会给人带来咻惊喜——富勒烯〗和石墨烯,都得到了诺贝」尔奖。

                但目前』来看,环碳应该務必要盡全力不行。因为它还没有带小子来重大的理论突破。现如今,我们只知道环碳是一种半导体。此外,这种分子极其㊣ 不稳定,制@ 备方法又太难,别的研究人员无法深入展开研究。

                科学家们自己也说,下一步〓的实验计划是“探索★出能稳定,高效制备环碳的方法”[2]。

                他们还△有个计划,希望以环碳为组件,去做出一心中一動些更复杂碳分子[2]。

                现阶段,环碳可謂是撐著一口氣利用雷劫之間对于广大群众的意义也不是很大。最大的影响,可能是明①年的中考高考及各类化学竞赛里可能会出现这≡样一道题——

                请问,环[18]碳中原子的连接方式是_____?

                (编辑:Yuki)

                参考文献:

                [1] Kaiser, K., Scriven, L. M., Schulz, F., Gawel, P., Gross, L., & Anderson, H. L. (2019). An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo [18] carbon.?Science, eaay1914.
                [2] Making and Imaging Cyclocarbon, IBM research blog, 2019,?https://www.ibm.com/blogs/research/2019/08/making-imaging-cyclocarbon/?
                The End

                发布于2019-09-09, 本♀文版权属于管家婆四肖期期中管家婆四肖期期中网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系管家婆四肖期期中管家婆四肖期期中

                我的评论

                圆的方块

                抓住表我云嶺峰現在达欲

                pic