单原子碳链是由sp杂化碳原子组成的一维线型碳同素异形体，又称碳炔，曾被视为继石墨、金刚石后的第三种碳形态。20世纪30年代，列夫·朗道理论预言不存在稳定二维晶体，但2007年理论预测表明可通过分离石墨烯制备单原子碳链 。2009年乌克兰科学家首次从石墨烯中成功制备出由十几个碳原子组成的碳链，突破性验证了二维晶体的稳定性。2016年科学家在双壁碳纳米管中合成含6000多个碳原子的超长碳链 ，实现碳炔存在的实验确证。
实验制备方法包括激光烧蚀碳纳米管、表面原位化学合成及限域转化法。许维团队利用C4Br6前驱体在Au(111)表面制备出120碳原子的聚炔型链，并通过化学键分辨AFM确认单双键交替结构 。石磊团队开发芳香烃限域转化法，实现500-700℃低温合成单壁管碳链，测得拉曼频率1861cm⁻¹及光学带隙2.353eV 。合肥光源团队在单晶铜表面制备出含金属原子的[-Cu-C-C-]n卡拜结构 。研究表明碳链具有量子效应，其导电性低于理论预测值，局域激光激发可能破坏相对论因果关系 。
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