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今日Science：拓撲分子納米碳：全苯索烴和三葉形紐結(jié)

成果速覽

碳納米結(jié)構(gòu)如富勒烯，碳納米管（CNT），石墨烯及其它們的亞分子結(jié)構(gòu)在化學，物理，材料科學和納米科學等領(lǐng)域得到廣泛的研究與應(yīng)用。當前已知的納米碳結(jié)構(gòu)在拓撲上都是簡單的。理論上提出了許多具有未開發(fā)拓撲結(jié)構(gòu)的納米碳，如碳納米管，納米線圈和Mackay晶體等。然而，缺乏構(gòu)建這種拓撲納米碳的有效方法。

近日，日本名古屋大學的Yasutomo Segawa和Kenichiro Itami團隊報道了僅由對位苯環(huán)組成的索烴和三葉結(jié)分子的新合成方法。研究者觀察到與兩個環(huán)之間快速能量轉(zhuǎn)移相關(guān)的異辛烯特征熒光，并且通過對映體分離和圓二色光譜證實了全苯結(jié)的拓撲手性。

即使在-95°C，看似剛性的全苯結(jié)在溶液中也具有快速的渦旋運動，導致所有氫原子核磁共振信號被平均。這些π共軛分子的性質(zhì)引發(fā)了進一步的科學問題，例如結(jié)構(gòu)特征（尺寸，組分，取代基等）如何影響它們的動態(tài)運動、物理性質(zhì)、π共軛結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)。該合成方法將產(chǎn)生更多種類的拓撲分子納米碳，并且可以激發(fā)對這些先前尚未開發(fā)的拓撲分子納米碳類的更深入的理解和應(yīng)用。