碳在我们宇宙中的大元素体系中可能很常见，但它的某些形式比其他形式少得多——IBM 研究中心将其视为可能会撼动未来电子产品的挑战。

碳原子通常与三个或四个相邻的碳原子结合，至少在我们遇到的最常见的形式中是这样。例如，在石墨中，每个碳原子与其他三个碳原子相连。在钻石中，碳原子与其他四个碳原子相连。

然而，环碳将这些配对减少到两个。这样，它们就形成了一个环形结构。虽然它们在理论上已经被理解多年，但由于它们的高反应性——它们倾向于与另一个原子连接并分解环——它们被证明是不可能分离的。

三年前，研究人员开始尝试改变这种状况。他们使用惰性表面在极低的温度下生长环碳环，然后使用原子力显微镜 (AFM) 对其进行成像。然而，即便如此，这也不是一个容易的过程。

IBM 研究院和牛津大学团队首先在铜基板上铺一层相对惰性的食盐。由于不愿反应，销售不会与位于顶部的碳原子形成共价键。首先，该团队制作了线性段，然后构建了一个由 18 个碳原子组成的环，该环由 6 个一氧化碳基团稳定。

之后，就是小心地去除一氧化碳，并希望即使没有支架，碳原子也能保持连接。通过向 AFM 的尖端施加电压脉冲，可以成对地去除一氧化碳基团。

只要基材表面保持低温——5 开尔文，或大约 -450 华氏度——环碳环就被证明足够稳定，可以进行研究。它使研究人员能够解决有关形成的一个挥之不去的问题：环是完全由双键形成，还是由单键和三键交替形成。事实证明，后者是真的。

然而，得到解决的不仅仅是理论。通过示范。原子操作可以融合环碳和环状碳氧化物，研究人员表示，未来可以创造出大量富含碳的分子和其他形式。

这可能为分子电子学铺平了道路，分子被用来制造电子元件，但比传统的硅电路小得多。那样的话，突破摩尔定律的新计算机使用纳米技术单独制作电子产品可能有朝一日不仅可行，而且实用。