環碳Cyclo[N]carbons是由N個碳原子組成的分子環，其中N是整數，而這些分子環的電子結構通常具有「雙重」芳香性，也就是有4n+2個π電子與分子環平行，也另有4n+2個π電子與分子環垂直。比如2019年牛津大學和IBM歐洲研究院的研究人員報告了C18分子——一個由 18 個碳原子組成的環狀分子，因為其電子結構反映出雙重芳香性，所以特別穩定。除了C18之外，科學家迄今為止也成功合成出了C10和C14環狀分子，也都具有雙重芳香性。在實際應用上，這些芳香環碳可作為研究芳香族化合物和非芳香族化合物之間電子結構差異的理想模型；芳香環碳的特殊結構和性質還可能使其在材料科學和納米技術領域中發揮重要作用，比如可以作為催化劑或催化劑載體。上述提到的都是「芳香」環碳，那麼有「反芳香」環碳嗎？科學家在未來有機會合成出具有「雙重反芳香」性質的環碳嗎？

近日，英國牛津大學與瑞士IBM共同組成研究團隊，並成功以高倍顯微鏡操縱原子的方式，合成出首個具有雙重反芳香性質的環碳分子——C16（16個π電子與分子環平行，16個π電子與分子環垂直）。研究人員首先合成出C16的前驅物C₁₆(CO)₄Br₂，接著再將其放置在NaCl的表面，使用穿隧顯微鏡進行尖端誘導化學反應（tip-induced chemistry），將幾皮安的電流瞄準特定的取代基團，並在電壓為1.3 V左右時把溴給噴掉、在電壓為3 V左右時把一氧化碳給噴掉，最後得到目標產物C16。研究人員透過AFM、STM及KPFM（Kelvin probe force microscope）證實了C16為單鍵和三鍵交替的多炔結構，他們也發現鍵長有顯著的差異（1.21 Å與1.36 Å），這是反芳香性的特徵；最後透過理論計算證實了C16的電子結構為雙重反芳香性。研究團隊表示，具有反芳香特性的環碳較不穩定，因此其具有一定的反應性，下一個突破很有可能就是讓環碳分子互相反應，這麼一來就能持續探索碳元素的同素異形體。