中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（記者 方夢(mèng)宇）記者近日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心單分子團(tuán)隊(duì)王兵、范其瑭教授及合作者，通過(guò)分步表面合成，制備出僅由五元環(huán)和七元環(huán)構(gòu)成的金屬性碳納米帶，即新的“戊庚環(huán)型”碳納米帶，并證實(shí)這種由碳原子通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的亞納米寬度一維結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)高效電子輸運(yùn)。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）。

金剛石與石墨同由碳原子組成，性質(zhì)卻截然不同，奧秘在于原子的連接方式。石墨烯由六元環(huán)組成蜂窩網(wǎng)絡(luò)，換成五元環(huán)和七元環(huán)會(huì)怎樣？1996年，理論學(xué)家預(yù)言，這種碳五七環(huán)結(jié)構(gòu)可能像金屬一樣導(dǎo)電。碳原子通過(guò)共價(jià)鍵連接，卻呈現(xiàn)金屬電子性質(zhì)，因而被稱(chēng)為“共價(jià)金屬”。近三十年來(lái)，如何精準(zhǔn)制備這種納米帶，并使其在亞納米的寬度下保持金屬性，始終有待實(shí)驗(yàn)解答。

團(tuán)隊(duì)選用較穩(wěn)定的含八元碳環(huán)分子為單體，在銀表面將它們連接成鏈，通過(guò)加熱將八元環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚?duì)五元環(huán)，獲得此前難以制備的聚戊搭烯鏈，打通合成路線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。并繼續(xù)給聚戊搭烯鏈升溫，使相鄰鏈像拉鏈一樣側(cè)向融合，在鏈間形成七元環(huán)，最終得到五七環(huán)碳納米帶。

該工作建立了金屬性五七環(huán)碳納米帶的合成路徑，并在亞納米尺度的碳骨架中實(shí)現(xiàn)了高效電子輸運(yùn)。這一成果將五七環(huán)碳結(jié)構(gòu)的理論設(shè)想轉(zhuǎn)化為可檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)體系，為理解碳原子的連接方式與材料金屬性的關(guān)系、探索新效應(yīng)，提供了新的材料體系，也有望作為原子尺度導(dǎo)線和互連單元用于未來(lái)碳基芯片。