Una innovadora investigación dirigida por el Departamento de Química de la Universidad de Oxford en el Reino Unido logró por primera vez la síntesis de moléculas de carbono cíclicas que son estables en un entorno de solución a temperatura ambiente y pueden caracterizarse espectralmente. Los resultados relevantes fueron publicados en la revista Science. Este nuevo tipo de alótropo de carbono se llama carbono cíclico [48] y existe en la estructura catenana [4]. Es decir, el anillo de carbono C48 está entrelazado con tres moléculas macrocíclicas, lo que mejora significativamente su estabilidad.
Hasta ahora, los anillos de átomos de carbono puros sólo podían estudiarse en fase gaseosa o a temperaturas extremadamente bajas (4-10 K). Al optimizar la estrategia de síntesis (seleccionar anillos de carbono de gran tamaño con baja tensión de deformación, utilizar protección de roscado macrocíclico y desarrollar condiciones de reacción suaves), el equipo preparó con éxito una molécula de carbono cíclica con una vida media de 92 horas en una solución a 20 °C. Este es el segundo alótropo del carbono que puede estudiarse en condiciones de laboratorio convencionales, tras la síntesis del fullereno en 1990.
El equipo de investigación confirmó la estructura de la carbonina cíclica mediante espectrometría de masas, resonancia magnética nuclear, espectroscopia de absorción ultravioleta-visible y espectroscopia Raman. Los datos de RMN mostraron que 48 átomos de carbono estaban exactamente en el mismo entorno químico, lo que verifica aún más su estructura de anillo altamente simétrica.
La investigación, que duró muchos años, se completó en las instalaciones de resonancia magnética nuclear de última generación del Departamento de Química de la Universidad de Oxford, en conjunto con los esfuerzos de investigación de la Universidad de Manchester, la Universidad de Bristol y la Instalación Central de Láser del Laboratorio Rutherford Appleton. Este avance sentó las bases para explorar las propiedades y aplicaciones de las moléculas de carbono cíclicas, marcando una nueva etapa en la investigación de materiales de carbono.