2022年5月20日，日本共同社報(bào)道，由日本名古屋大學(xué)和北海道大學(xué)等組成的研究團(tuán)隊(duì)在19日出版的《Nature Synthesis》上發(fā)布成果稱，他們?cè)谑澜缟鲜状魏铣闪恕澳葹跛弓h(huán)”形狀的碳分子，并將其命名為“莫比烏斯碳納米帶”(M?bius carbon nanobelts MCNB)。隨后還對(duì)它進(jìn)行了分離和表征。
       合成的“莫比烏斯碳納米帶”約為3.5納米，具有扭曲的莫比烏斯帶拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。扭曲的位置可以在整個(gè)分子上靈活移動(dòng)，因此納米帶上沒(méi)有正反的區(qū)別。它還具有當(dāng)紫外線照射時(shí)會(huì)發(fā)出熒光的特性。據(jù)稱，它可能具有迄今為止所有碳物質(zhì)所沒(méi)有的新特性。 

        莫比烏斯是一種神奇的拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)可以用一個(gè)紙帶旋轉(zhuǎn)半圈再把兩端粘上之后制作出來(lái)。普通的環(huán)有兩個(gè)面，一個(gè)正面，一個(gè)反面；而莫比烏斯環(huán)只有一個(gè)面，是一個(gè)無(wú)限循環(huán)的完美閉環(huán)。一個(gè)人站在巨大的莫比烏斯環(huán)的表面，沿著他能看到的路一直走下去，他就永遠(yuǎn)不會(huì)停下來(lái)。 之前，盡管科學(xué)家們已經(jīng)在納米尺度上構(gòu)建了各式各樣奇特的納米碳分子，例如碳納米管、富勒烯等等，但還沒(méi)有合成具有扭曲的莫比烏斯碳納米帶，這主要?dú)w因于它的大的環(huán)張力。

       2017年，名古屋大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)宣布合成了無(wú)扭曲的“碳納米帶”，這是一種超短碳納米管。之后，莫比烏斯碳納米帶成為科學(xué)界夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。要加入扭曲，必須使長(zhǎng)度比碳納米帶更長(zhǎng)，研究人員用超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算出了必要的長(zhǎng)度。
     “與具有正常帶狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，這種扭曲的莫比烏斯碳納米帶應(yīng)會(huì)表現(xiàn)出完全不同的特性和分子運(yùn)動(dòng)。然而，創(chuàng)造這種扭曲的結(jié)構(gòu)說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人伊丹健一郎說(shuō)，從之前的碳納米帶合成中得知，應(yīng)變能是合成過(guò)程中最大的障礙。此外，帶狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的額外扭曲使最終目標(biāo)分子的應(yīng)變能更高。

       通過(guò)對(duì)莫比烏斯碳納米帶的帶狀和扭曲分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的巨大應(yīng)變進(jìn)行理論分析，研究團(tuán)隊(duì)確定了合理的合成路線，最終通過(guò)14個(gè)化學(xué)反應(yīng)步驟合成了莫比烏斯碳納米帶。
       研究人員表示，這些新形式的碳結(jié)構(gòu)可以不斷地為新的科技打開(kāi)大門，并終將產(chǎn)生非凡的特性、功能和應(yīng)用。