中国科学院高能物理研究所赵宇亮、陈振玲、柴之芳等研究人员，2004年3月下旬利用一定能量的中子与Ｃ７０分子相互作用，首次成功合成、分离、表征了单原子数目富勒烯分子Ｃ１４１。将核技术应用于新材料领域而取得的这一成果，为将来新一代中子源在材料科学研究中的应用提供了新的思路。
赵宇亮研究员在中科院知识创新工程支持下，在高能物理研究所成立了“纳米材料生物环境卫生科学实验室”，并组建了一支包含纳米材料、生物、物理、化学领域研究人员在内的多单位多学科协同研究团队，目前在从事碳纳米材料研究的同时，开展纳米材料的生物毒理和环境卫生研究。
据赵宇亮介绍，富勒烯是一种由碳原子组成的纳米结构的球笼状分子。两个富勒烯碳笼连接起来，可以形成Ｃ２ｎ－Ｃ２ｍ（ｎ＝ｍ，或ｎ≠ｍ）型富勒烯二聚体，例如Ｃ６０－Ｃ６０ 、Ｃ６０－Ｃ７０ 和Ｃ７０－Ｃ７０，它们在光合成、分子电子器件和超分子化学领域有很好的应用前景，富勒烯二聚体研究已成为富勒烯科学的一个重要分支。而当两个富勒烯碳笼之间加入一个其它原子时，就可形成桥型富勒烯二聚体Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ（ｎ＝ｍ，或ｎ≠ｍ），如Ｃ６０－Ｏ－Ｃ６０，当Ｘ为碳原子时，这种全碳富勒烯二聚体（Ｃ２ｎ－Ｃ－Ｃ２ｍ）作为碳的又一种同素异形体和进行富勒烯聚合反应的起始物，在新型的碳纳米材料的研究中引起了极大的关注。
他说，由于全碳富勒烯二聚体在两个纳米尺寸的碳笼之间引入了桥式结构，这类分子具有电子转移功能，在纳米器件和纳米电子开关方面有潜在的应用前景，因此被作为新型分子开关的候选者。但由于很难通过常规的化学方法合成，之前报道合成成功的Ｃ２ｎ－Ｃ－Ｃ２ｍ型分子，只有Ｃ１２１（Ｃ６０－Ｃ－Ｃ６０）是用高温裂解化学合成的方法合成的。这极大地限制了人们对其性质和功能的探索。
在研究中子与纳米分子相互作用的过程中，赵宇亮和博士生陈振玲等发现了新型纳米分子的形成。随后利用一定能量的中子与Ｃ７０分子相互作用，首次利用中子诱导化学反应的方法成功合成了单原子数目富勒烯分子Ｃ１４１。高效液相色谱法对Ｃ１４１的分离和纯化结果表明，这种奇数碳纳米分子在空气中可以稳定存在。在激光作用下，解离生成的主要碎片为Ｃ７１和Ｃ７０；也会失去一个碳原子形成Ｃ１４０、失去两个碳原子形成Ｃ１３９。但要完全阐明Ｃ１４１的形成机理，还需进一步的实验和理论研究。
赵宇亮说，这一研究成果是将核技术应用于新材料领域而取得的，这一新的合成方法，为将来新一代中子源在材料科学研究中的应用提供了新的思路，并为Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ类型分子的制备提供了新的途径。应用这一方法，研究小组最近已进一步合成了其他新的Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ型分子，如Ｃ６０－Ｃ－Ｃ７０以及Ｃ７０－Ｏ－Ｃ７０。
赵宇亮研究员在中科院知识创新工程支持下，在高能物理研究所成立了“纳米材料生物环境卫生科学实验室”，并组建了一支包含纳米材料、生物、物理、化学领域研究人员在内的多单位多学科协同研究团队，目前在从事碳纳米材料研究的同时，开展纳米材料的生物毒理和环境卫生研究。
据赵宇亮介绍，富勒烯是一种由碳原子组成的纳米结构的球笼状分子。两个富勒烯碳笼连接起来，可以形成Ｃ２ｎ－Ｃ２ｍ（ｎ＝ｍ，或ｎ≠ｍ）型富勒烯二聚体，例如Ｃ６０－Ｃ６０ 、Ｃ６０－Ｃ７０ 和Ｃ７０－Ｃ７０，它们在光合成、分子电子器件和超分子化学领域有很好的应用前景，富勒烯二聚体研究已成为富勒烯科学的一个重要分支。而当两个富勒烯碳笼之间加入一个其它原子时，就可形成桥型富勒烯二聚体Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ（ｎ＝ｍ，或ｎ≠ｍ），如Ｃ６０－Ｏ－Ｃ６０，当Ｘ为碳原子时，这种全碳富勒烯二聚体（Ｃ２ｎ－Ｃ－Ｃ２ｍ）作为碳的又一种同素异形体和进行富勒烯聚合反应的起始物，在新型的碳纳米材料的研究中引起了极大的关注。
他说，由于全碳富勒烯二聚体在两个纳米尺寸的碳笼之间引入了桥式结构，这类分子具有电子转移功能，在纳米器件和纳米电子开关方面有潜在的应用前景，因此被作为新型分子开关的候选者。但由于很难通过常规的化学方法合成，之前报道合成成功的Ｃ２ｎ－Ｃ－Ｃ２ｍ型分子，只有Ｃ１２１（Ｃ６０－Ｃ－Ｃ６０）是用高温裂解化学合成的方法合成的。这极大地限制了人们对其性质和功能的探索。
在研究中子与纳米分子相互作用的过程中，赵宇亮和博士生陈振玲等发现了新型纳米分子的形成。随后利用一定能量的中子与Ｃ７０分子相互作用，首次利用中子诱导化学反应的方法成功合成了单原子数目富勒烯分子Ｃ１４１。高效液相色谱法对Ｃ１４１的分离和纯化结果表明，这种奇数碳纳米分子在空气中可以稳定存在。在激光作用下，解离生成的主要碎片为Ｃ７１和Ｃ７０；也会失去一个碳原子形成Ｃ１４０、失去两个碳原子形成Ｃ１３９。但要完全阐明Ｃ１４１的形成机理，还需进一步的实验和理论研究。
赵宇亮说，这一研究成果是将核技术应用于新材料领域而取得的，这一新的合成方法，为将来新一代中子源在材料科学研究中的应用提供了新的思路，并为Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ类型分子的制备提供了新的途径。应用这一方法，研究小组最近已进一步合成了其他新的Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ型分子，如Ｃ６０－Ｃ－Ｃ７０以及Ｃ７０－Ｏ－Ｃ７０。
