С помощью системы из атомно-силового и сканирующего туннельного микроскопов группа химиков из Швейцарии и Великобритании синтезировала и описала циклическую молекулу одной из аллотропных модификаций углерода — карбина из 18 атомов углерода в конденсированной фазе.

Оказалось, что связи в атомах не двойные, как предсказывали некоторые теоретические расчеты, а чередующиеся тройные с одинарными. Исследование опубликовано в Science.

Графен, углеродные нанотрубки, фуллерены — все это аллотропные модификации углерода, которые состоят из трехкоординационных атомов (с тремя соседями). В 1960-х годах в лаборатории высокомолекулярных соединений ИНЭОС удалось синтезировать полиины — цепочки, в которых каждый углерод соединен лишь с двумя соседними атомами. Чуть меньше чем через 30 лет ученые доказали существование циклических полиинов, после чего кольца исследовали и другие группы, но только в газовой фазе. В конденсированном состоянии эти высоко реакционноспособные образцы до сегодняшнего дня не удавалось изучить.

Важный вопрос о том, являются ли связи в таких кольцах чередованием тройной и одинарной, или все атомы углерода связаны кумулированными двойными связями, так и не разрешился. Различные методы квантовых расчетов предсказывали разные результаты, и ни один из экспериментов в газовой фазе не привел к выводам о структуре связей в этих молекулах.

Катарина Кайзер (Katharina Kaiser) и ее коллеги из Исследовательского отдела IBM в Цюрихе и Оксфордского университета синтезировали кольцевые молекулы С18 из окисленного прекурсора на инертной поверхности при низкой температуре и охарактеризовали их структуру.