碳在我們宇宙中的元素宏觀方案中可能是常見的，但其中一些形式可能更為罕見- 這是IBM研究所採取的一項挑戰，其可能會改變未來的電子產品。IBM研究所的一個團隊與牛津大學合作，首次創造了一個所謂的“環碳”環。

碳原子通常與周圍其他3個或4個碳原子相結合，至少在我們遇到的最常見的形式中。例如，在石墨中，每個碳原子與另外3個碳原子相結合。在鑽石中，碳原子與其他4個相結合。

然而，碳環化合物將這些配對減少到兩個。這樣，它們就形成了一個環結構。雖然它們理論上已被理解多年，但由於它們具有高水平的反應性- 它們傾向於與另一個原子連接並破壞環結構- 它們已被證明是不可能隔離的。

三年前，研究人員著手試圖改變這種狀況。他們使用惰性表面在非常低的溫度下“培養”環碳環，然後使用原子力顯微鏡（AFM）對其進行成像。然而，即便如此，這也不是一個簡單的過程。

IBM研究團隊和牛津大學團隊開始在銅基板頂上塗上一層相對惰性的氯化鈉。由於惰性反應，氯化鈉不會形成與頂部碳原子的共價鍵。首先，該團隊製作了“線性段”，然後構建了一個由十八個碳原子組成的環，由六個一氧化碳基團穩定。在那之後，這是一個小心地去除一氧化碳並希望即使沒有它們的“腳手架”也能保持碳原子連接的問題。通過向AFM的尖端施加電壓脈衝，可以成對地去除一氧化碳基團。

只要基材表面保持冷卻（大約零下450華氏度） – “環碳”環就足夠穩定，可以進行研究。它允許研究人員解決關於形成的一個揮之不去的問題：環是否完全由雙鍵形成，或通過交替的單鍵和三鍵形成。事實證明，後者是存在的。

然而，不只是理論正在被解決。通過演示。原子操縱可以融合碳環和環狀碳氧化物，研究人員提出，未來可以創造出大量富含碳的分子和其他形式。這可能為分子電子學鋪平了道路，在分子電子學中，分子用於製造電子元件，但其規模遠小於傳統的電子元件。通過這種方式，使用納米技術打破摩爾定律的新計算機有朝一日不僅可行，而且可能非常實用。