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    近日，中科院化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員合成了一個(gè)新型的類似俄羅斯套娃的內(nèi)嵌富勒烯Sc4C2@C80，成果發(fā)表在2009年131卷的《美國化學(xué)會(huì)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society，JACS）上，引起了國際科學(xué)界廣泛關(guān)注，《自然—化學(xué)》（Nature Chemistry）、《化學(xué)世界》（Chemistry World）、《化學(xué)與工程新聞》（Chemical and Engineering News）等紛紛以《內(nèi)嵌富勒烯：籠中之籠》、《與俄羅斯套娃富勒烯共舞》和《金屬富勒烯套娃》等為題予以報(bào)道和介紹。
 
    金屬富勒烯是將金屬原子嵌入富勒烯碳籠而形成的一類具有新奇結(jié)構(gòu)以及特殊光電特性的分子。同一碳籠內(nèi)可以嵌入各種形態(tài)的金屬原子，例如單金屬原子、同核或異核雙金屬團(tuán)簇、金屬碳化物團(tuán)簇、金屬氮化物團(tuán)簇和金屬氧化物團(tuán)簇等。由于金屬富勒烯同時(shí)具有金屬富勒烯碳籠的特性，使得它們?cè)陔娮�、能源、生物醫(yī)學(xué)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。因此，合成新結(jié)構(gòu)、新性質(zhì)的金屬富勒烯分子具有重要意義。
 
    該實(shí)驗(yàn)室的科研人員致力于新型內(nèi)嵌金屬富勒烯的合成與研究，繼發(fā)現(xiàn)非常規(guī)富勒烯內(nèi)包金屬碳化物的內(nèi)嵌富勒烯Sc2C2@C68、包含有4種不同元素的內(nèi)嵌金屬富勒烯ScYErN@C80等新結(jié)構(gòu)金屬富勒烯后，最近該實(shí)驗(yàn)室科研人員又合成了含有4個(gè)Sc原子的金屬碳化物內(nèi)嵌富勒烯Sc4C2@C80，這個(gè)分子具有類似俄羅斯套娃的新奇嵌套結(jié)構(gòu)C2@Sc4@C80，每一層的原子均可繞球心自由轉(zhuǎn)動(dòng)，由此保持整個(gè)分子高度完美的對(duì)稱性。
 
    研究結(jié)果表明，該分子的電子結(jié)構(gòu)為（C2）6- @（Sc4）12+ @C806- ，各球殼層間的電子轉(zhuǎn)移使分子形成高度穩(wěn)定的閉殼層結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈正負(fù)相間的多層球面使其類似于一個(gè)分子電容器。這種結(jié)構(gòu)金屬富勒烯的發(fā)現(xiàn)，不但豐富了金屬富勒烯的種類，在結(jié)構(gòu)化學(xué)方面具有重要意義，同時(shí)該分子本身在單分子器件、納米器件以及高溫超導(dǎo)等方面具有潛在的應(yīng)用。