标题：逆天了！科学家们造出了久违的三角形分子

2月14日，《自然》子刊《Nature Nanotechnology》上刊登了一则让人不可思议的报道——来自IBM的科学家们造出了一款三角形分子，一偿化学家们近70年的夙愿。

早在1950年，捷克有机化学家Erich Clar教授就预言了三角形化合物“triangulene”的存在。在他的设想中，这种分子由6个苯环融合而成。然而包括Clar教授在内，后续的合成尝试均以失败告终。科学家们发现，这个结构中的两个碳原子会带有未配对的电子，这些电子会急于和周围的物质发生反应，破坏三角形的结构。因此，这个三角形分子一直被视作化学合成中的难点。

“你一合成它，它就会氧化。”本项研究的第一作者，IBM团队的Niko Pavliček博士说道。

▲Triangulene是合成的难点（图片来源：《Nature Nanotechnology》）

既然从头合成上有困难，我们为什么不反其道而行之呢？想到这一点的Pavliček博士与本项研究的主要负责人Leo Gross博士一道，做了一种全新的尝试。首先，他们拜托化学家们合成了前体化合物“dihydrotriangulene”。与triangulene相比，这个化合物带有额外的两个氢原子，能与triangulene上的两个未配对电子结合，形成稳定结构。

然而，研究人员们将这个分子放在了一种特殊的显微镜下。这种显微镜有根为这个实验量身打造的针头，兼具“扫描隧道显微镜”与“原子力显微镜”探针的特点。利用这根针头，研究人员“抠”掉了两个多余的氢原子，让triangulene的结果得以呈现。

▲本项研究的通讯作者Leo Gross博士（左）与第一作者Niko Pavliček博士（右）（图片来源：《自然》）

有趣的是，通过这种方法得到的triangulene要稳定得多。至少，研究人员有足够的时间为它照上一张相。

“据我所知，这是人类第一次合成未取代的triangulene。”大阪市立大学（Osaka City University）的工位武治教授评论说。

除了验证Clar教授的预言外，这项发现还有着实际应用价值。正如研究人员所料，triangulene两个未配对电子的自旋相互匹配（aligned spins）。这一量子力学的特性有望让triangulene在量子计算，量子信息处理和自旋电子学等领域得到应用。

Gross博士指出，目前IBM的量子计算机只需要少数几个量子比特，每一个比特对应单独一个分子。如果能手动做出100个这样的分子，就会非常有价值。

参考资料：

[1] Elusive triangulene created by moving atoms one at a time

[2] Scientists synthesize long-sought triangle-shaped molecule

[3] Synthesis and characterization of triangulene

来源：药明康德