中国科大一科研成果再登《自然》

　10月29日，中国科学技术大学又一项重要科研成果登上国际顶尖学术期刊《自然》。该校合肥微尺度物质科学国家研究中心团队联合合作者成功制备出一种新型碳纳米带，并通过实验证实这种宽度仅约0.9纳米的碳材料能够像金属一样导电，让近30年前的科学预言得到实验验证。相关成果有望为未来碳基芯片的研发提供新的材料选择。

　　同样由碳原子组成，金刚石与石墨却有着截然不同的性质，原因就在于碳原子的排列方式不同。比如，石墨烯中的碳原子排列成六元环，形成蜂窝状网络。那么，如果将六元环换成五元环和七元环，又会发生什么？

　　早在1996年，科学家就从理论上预言，这样的碳结构可能像金属一样导电。这类结构被称为碳五七环结构，由于碳原子通过共价键连接，却能表现出金属的电子性质，因此又被称为“共价金属”。但理论预言要变成现实并不容易，近30年来，这一直是有待实验回答的关键问题。

　　此次，中国科大等研究团队通过分步表面合成成功突破了这一难题。其通过调整合成路线，选择较为稳定的分子作为起点，经过连接、加热重排等步骤，成功制备出仅由五元环和七元环构成的碳纳米带，突破了此前相关结构难以精确制备的难题。

　　随后，团队通过实验验证了这种材料的导电性能。结果显示，其中一种宽度仅约0.9纳米的碳纳米带具有金属性，能够实现高效电子输运。研究人员还发现，即使由相同类型的碳环构成，原子排列方式不同，材料也会表现出不同的电子性质。

　　这项研究不仅建立了金属性碳五七环纳米带的合成路径，也通过实验表明，通过设计碳原子的连接方式，可以在亚纳米宽度的碳骨架中实现高效电子输运。未来，这类材料有望作为原子尺度导线和互连单元，在碳基芯片中发挥作用。