磁性碳材料由于其獨特的磁學性質而在室溫磁體，自旋量子學和量子器件中有卓越的應用前景，因此作為一種新型材料備受關注。而存在兩個或多個擴展的鋸齒形（zigzag）邊緣結構的石墨烯納米帶可能導致獨特的開殼特性和磁學性質。這些Z字形邊緣上的電子表現出不同的旋轉方向使得石墨烯納米帶作為一種新型材料，將成為下一代智能納米電極，光電子，自旋電子學等研究領域的首選材料。

并苯系列分子作為磁性碳材料中的明星分子，近年來備受科技界的關注，但是，對化學家們來說，其超高的雙自由基特征及高反應活性，讓其制備與表征仍然是一個巨大的挑戰。

科學家們前期利用濕法合成技術合成了世界上僅有的四個并苯分子，并對其結構與性能進行詳細的研究。在本研究中，團隊通過理論計算來預測、精準的分子設計以及自上而下的濕法合成技術，突破技術堡壘，成功制備了迄今為止雙自由基特征最高，結構最大的明星分子并六苯。并通過X射線單晶衍射方法明確了其分子化學結構，利用紫外可見光譜儀和飛秒瞬態吸收光譜儀研究其光學性能，電化學工作站測定其電學性質，利用電子自旋共振儀，脈沖電子自旋共振儀和超導量子干涉儀研究其磁學性能，同時，通過高斯理論計算研究了其全局芳香性和電子結構。并六苯分子的成功合成，不僅僅是分子水平上的突破，且研究提供的自上問下的方法，對下一代磁性碳材料的研究提供了良好的借鑒意義，該分子在有機電子學、自旋電子學、量子器件等前沿科學領域具有重要的應用前景。同時，也是契合湖南省“三高四新”中具有核心競爭力的科技創新高地戰略布局的一環。該項目得到了國家自然科學基金項目、湖南省自然科學基金杰出青年項目，湖南省重點研發項目等的支持。

圖1. 具有代表性意義的閉殼和開殼自由基共振形式的并苯系列分子