中國科學院高能物理研究所趙宇亮、陳振玲、柴之芳等研究人員，2004年3月下旬利用一定能量的中子與Ｃ７０分子相互作用，首次成功合成、分離、表征了單原子數目富勒烯分子Ｃ１４１。將核技術應用于新材料領域而取得的這一成果，為將來新一代中子源在材料科學研究中的應用提供了新的思路。

    趙宇亮研究員在中科院知識創新工程支持下，在高能物理研究所成立了“納米材料生物環境衛生科學實驗室”，并組建了一支包含納米材料、生物、物理、化學領域研究人員在內的多單位多學科協同研究團隊，目前在從事碳納米材料研究的同時，開展納米材料的生物毒理和環境衛生研究。

　　據趙宇亮介紹，富勒烯是一種由碳原子組成的納米結構的球籠狀分子。兩個富勒烯碳籠連接起來，可以形成Ｃ２ｎ－Ｃ２ｍ（ｎ＝ｍ，或ｎ≠ｍ）型富勒烯二聚體，例如Ｃ６０－Ｃ６０ 、Ｃ６０－Ｃ７０ 和Ｃ７０－Ｃ７０，它們在光合成、分子電子器件和超分子化學領域有很好的應用前景，富勒烯二聚體研究已成為富勒烯科學的一個重要分支。而當兩個富勒烯碳籠之間加入一個其它原子時，就可形成橋型富勒烯二聚體Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ（ｎ＝ｍ，或ｎ≠ｍ），如Ｃ６０－Ｏ－Ｃ６０，當Ｘ為碳原子時，這種全碳富勒烯二聚體（Ｃ２ｎ－Ｃ－Ｃ２ｍ）作為碳的又一種同素異形體和進行富勒烯聚合反應的起始物，在新型的碳納米材料的研究中引起了極大的關注。

    他說，由于全碳富勒烯二聚體在兩個納米尺寸的碳籠之間引入了橋式結構，這類分子具有電子轉移功能，在納米器件和納米電子開關方面有潛在的應用前景，因此被作為新型分子開關的候選者。但由于很難通過常規的化學方法合成，之前報道合成成功的Ｃ２ｎ－Ｃ－Ｃ２ｍ型分子，只有Ｃ１２１（Ｃ６０－Ｃ－Ｃ６０）是用高溫裂解化學合成的方法合成的。這極大地限制了人們對其性質和功能的探索。

     在研究中子與納米分子相互作用的過程中，趙宇亮和博士生陳振玲等發現了新型納米分子的形成。隨后利用一定能量的中子與Ｃ７０分子相互作用，首次利用中子誘導化學反應的方法成功合成了單原子數目富勒烯分子Ｃ１４１。高效液相色譜法對Ｃ１４１的分離和純化結果表明，這種奇數碳納米分子在空氣中可以穩定存在。在激光作用下，解離生成的主要碎片為Ｃ７１和Ｃ７０；也會失去一個碳原子形成Ｃ１４０、失去兩個碳原子形成Ｃ１３９。但要完全闡明Ｃ１４１的形成機理，還需進一步的實驗和理論研究。

    趙宇亮說，這一研究成果是將核技術應用于新材料領域而取得的，這一新的合成方法，為將來新一代中子源在材料科學研究中的應用提供了新的思路，并為Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ類型分子的制備提供了新的途徑。應用這一方法，研究小組最近已進一步合成了其他新的Ｃ２ｎ－Ｘ－Ｃ２ｍ型分子，如Ｃ６０－Ｃ－Ｃ７０以及Ｃ７０－Ｏ－Ｃ７０。