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由茂金属弯曲而成的(de)环(huan)茂烯

日本(ben)冲绳(sheng)科学技术研究所(suo)与德(de)国和俄罗斯的(de)(de)科学家携(xie)手，通过将18个茂金(jin)属单元弯(wan)曲(qu)成(cheng)一(yi)(yi)个纳米级(ji)的(de)(de)环，制成(cheng)了(le)一(yi)(yi)种新(xin)型(xing)的(de)(de)超大(da)夹层复合物环烯(xi)。他(ta)们将金(jin)属锶、钐或铕(you)等夹在环辛四烯(xi)层之间(jian)，庞大(da)的(de)(de)三异丙基甲硅(gui)烷取代基迫使茂金(jin)属在堆(dui)叠时弯(wan)曲(qu)成(cheng)环，制成(cheng)了(le)这(zhei)些(xie)环烯(xi)。

茂(mao)金属是一种有(you)机金属化(hua)(hua)合物，以其多(duo)功能性和特殊(shu)的“三明治(zhi)”结(jie)构而(er)闻(wen)名。科(ke)学(xue)家对金属有(you)机化(hua)(hua)合物化(hua)(hua)学(xue)性质的开创性研究(jiu)曾(ceng)赢得1973年(nian)诺贝尔化(hua)(hua)学(xue)奖。

这(zhei)(zhei)一(yi)成果今(jin)年8月(yue)刊(kan)发于(yu)(yu)《自然》杂志(zhi)。研究(jiu)团队指出，这(zhei)(zhei)个环状“三明治”化合(he)物的诞生(sheng)为进一(yi)步(bu)创新功能有(you)机(ji)金属材(cai)(cai)料(liao)打开了大门，这(zhei)(zhei)些材(cai)(cai)料(liao)可广泛应用于(yu)(yu)医(yi)学(xue)和新能源领(ling)域。

打破八电子规(gui)则的碳(tan)烯

根据所谓的八电(dian)子规则(ze)，碳通常有8个(ge)价电(dian)子，但科(ke)学(xue)家制(zhi)造出了一种新化(hua)合物：结晶双(shuang)氧化(hua)碳烯，其碳原子只有4个(ge)价电(dian)子。相关研究成果发(fa)表于9月20日(ri)出版的《自然》杂志。

在这项研究(jiu)中，美(mei)国加(jia)州大(da)学(xue)圣迭戈分(fen)校盖·伯特(te)兰德团队创造出了(le)一个带有庞(pang)大(da)取代基的碳(tan)烯(xi)，随后将其氧(yang)化(hua)(hua)，接着移除了(le)一个氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)阴离子，留下没有非(fei)键合电(dian)子的碳(tan)烯(xi)。碳(tan)烯(xi)现在是(shi)化(hua)(hua)学(xue)中强有力的工(gong)具，在材(cai)料(liao)和医学(xue)科(ke)学(xue)中也有广泛应(ying)用(yong)。

创建共(gong)价(jia)有机(ji)框架的索烃

由美国加州(zhou)大(da)学伯克利分(fen)校教授奥尔玛·亚吉领导的(de)团队，使用(yong)索烃这种(zhong)像(xiang)围栏链条一(yi)样互锁的(de)分(fen)子，制造出了一(yi)种(zhong)新型共(gong)价有机框架(jia)。其中每个亚单位都是围绕铜离子缩合前体而形成(cheng)的(de)三环多面(mian)体网络(luo)，移(yi)除铜模板离子使多面(mian)体能够移(yi)动而不分(fen)离，从(cong)而使所(suo)得材料(liao)柔软(ruan)且富有弹性，可用(yong)于制造过滤膜和柔性机器人等。

相关研(yan)究成果发表(biao)于今年(nian)1月出(chu)版的《自然·合(he)成》杂志。

稳定的手性氧鎓离(li)子

提起手性(xing)，碳通常会从人们的脑(nao)海中浮现出来，但(dan)其他原子也可(ke)形成手性(xing)中心。

英(ying)国(guo)牛津大学和美国(guo)科(ke)罗拉(la)多(duo)州(zhou)立大学联合(he)研究(jiu)团队3月在《自然》杂志发表论文称，他们合(he)成出了(le)一(yi)种稳(wen)定的(de)(de)氧(yang)鎓离(li)子(zi)。其(qi)中(zhong)1个(ge)氧(yang)原(yuan)子(zi)与另外3个(ge)原(yuan)子(zi)相连，而且氧(yang)原(yuan)子(zi)是(shi)唯(wei)一(yi)的(de)(de)手性(xing)中(zhong)心。实验证明，该化合(he)物是(shi)目前所知唯(wei)一(yi)一(yi)种构(gou)型稳(wen)定且氧(yang)原(yuan)子(zi)作(zuo)为唯(wei)一(yi)手性(xing)中(zhong)心的(de)(de)化合(he)物，填(tian)补了(le)氧(yang)原(yuan)子(zi)立体(ti)化学研究(jiu)领(ling)域的(de)(de)空白，是(shi)分子(zi)手性(xing)领(ling)域的(de)(de)一(yi)大基础性(xing)突破。

这些结果可拓宽科学家对氧鎓离(li)子的(de)(de)了(le)解(jie)，为其未来在有机合成工作中的(de)(de)运用开辟新途径。由(you)于手(shou)性在催化(hua)、医学和材(cai)料中的(de)(de)重要性，未来研究人员将继续探(tan)索手(shou)性含氧原子化(hua)合物(wu)的(de)(de)性质。

安全键合的(de)固态双铍化合物(wu)

铍是一种坚固且轻质(zhi)的碱性(xing)稀(xi)土金属，被广泛应(ying)用于从电(dian)信设备到(dao)电(dian)脑(nao)、手机等诸(zhu)多领域。它还与(yu)其他金属混合，被制成(cheng)合金，用于制造陀螺仪和电(dian)触点(dian)等。

科学(xue)(xue)(xue)家认为，如果能(neng)将两个铍原(yuan)子相(xiang)(xiang)互结合(he)(he)，得到的(de)化合(he)(he)物(wu)会很有(you)用。在一项最(zui)新(xin)研(yan)(yan)究中(zhong)，英国(guo)牛津大学(xue)(xue)(xue)化学(xue)(xue)(xue)家首次实现了让两个铍原(yuan)子在室温(wen)下安(an)全(quan)地(di)键合(he)(he)在一起，创造出了双铍烯，这是首个含(han)有(you)铍—铍键的(de)固态化合(he)(he)物(wu)。相(xiang)(xiang)关研(yan)(yan)究论文(wen)发表于6月(yue)出版(ban)的(de)《科学(xue)(xue)(xue)》杂(za)志。

研(yan)究团(tuan)队(dui)指出，此前无法成功让两个铍原子结合(he)的原因之一(yi)在于其(qi)毒性。但他(ta)们发现，遵循一(yi)定规则就能以安全方式(shi)进(jin)行合(he)成，而且数(shu)学模型(xing)显示(shi)，所(suo)得化(hua)合(he)物(wu)很(hen)稳定。

由(you)电驱(qu)动的(de)分(fen)子马达(da)

现今大(da)(da)多(duo)数(shu)分子(zi)马(ma)达由化学(xue)燃料或光(guang)驱动，但来自(zi)美国西北(bei)大(da)(da)学(xue)、加(jia)州(zhou)理工学(xue)院、缅因大(da)(da)学(xue)的联合研究团队历时4年，设计并合成了一(yi)种基于索烃的电(dian)(dian)动分子(zi)马(ma)达。在(zai)溶液中，索烃两个(ge)较(jiao)小环可沿(yan)较(jiao)大(da)(da)的环进(jin)行电(dian)(dian)驱动单向旋转运动，整(zheng)个(ge)过程不产(chan)生(sheng)废弃物。

研究团队指出，用(yong)电作为动力源可以使分子马达更容易整(zheng)合(he)入(ru)其他技术(shu)当(dang)中。相关论文发(fa)表于今年1月出版的《自然》杂志。

研究人员表示，他们(men)把分子纳米技术提升(sheng)到了一(yi)个新(xin)高度，使(shi)用电子有(you)效驱动分子马(ma)达，就像宏(hong)观世界(jie)里的电动马(ma)达一(yi)样。虽然这(zhei)一(yi)化学领域还处于起(qi)步阶段，但未来这(zhei)些微(wei)型(xing)马(ma)达有(you)望给医(yi)学领域带(dai)来巨(ju)大(da)变化。