尽管现代化学认为，苯环主链上的碳原子之间并不是由单键和双键排列，每两个碳原子之间的键均相同，是由大π键连接，并用六元环内加一个圆圈表示，但早在1865年，德国科学家凯库勒巧妙地利用单双键交替的方式去绘制苯环的化学结构，为了纪念凯库勒，我们至今仍然保留了这种绘制方式，且将可以完全用单双键交替的结构命名为凯库勒式结构。以蒽（三联苯）为例（下图所示），其化学结构式既可以用饱和的凯库勒式表征，也可能共振成存在两个未配对电子的非凯库勒式结构，并为结构带来π电子磁性。

n-蒽烯为由n个蒽基沿着扶手型碳方向延伸而得，其共振结构可能为无磁性闭壳（凯库勒式）结构也可能为存在成对未饱和电子的开壳（非凯库勒式）结构。蒽烯中的Zigzag型边界拥有低能的局域边界态，随着尺寸的增加，这些低能态逐渐靠近费米面并诱发自旋极化，为蒽烯的磁性带来可能性。

纳米石墨烯的π电子磁性具有质量轻、自旋轨道耦合弱、耦合作用精细、自旋波刚度高等优势，使其在自旋电子器件等领域具有潜在的应用前景。但是由于磁性纳米石墨烯很不稳定，难以通过溶液化学法直接合成出来，往往需要保护基团。近年来，借助超高真空的分子束外延技术和扫描隧道技术，并利用合适的金属基底，可以成功制备的表征原子级精确的磁性纳米石墨烯。

为了探究蒽烯的磁性基态随尺寸的变化，近日，昆明理工大学蔡金明、卢建臣、高蕾课题组与厦门大学谭元植、赵新静等人合作，巧妙地设计并合成了两种前驱体分子，成功构筑出原子级精确的、不同长度尺寸（n=2，3，4，5，6）的蒽烯，并去探究其可能的磁性基态转变（下图所示）。

首先对气相下不同长度蒽烯分别在闭壳、开壳铁磁、开壳反铁磁的几种情形下进行能量计算。结果表明2-蒽烯的基态为无磁性的闭壳结构，当尺寸增加后，基态向开壳反铁磁性转变（如图）。

然后，作者通过实验结合理论计算探究了随着长度的增加蒽烯在Au（111）上的磁性基态转变。得出，2-蒽烯在Au（111）上的基态与气相一致，为闭壳无磁性；3-蒽烯在Au（111）上的基态与气相也一致，为开壳反铁磁性，并可以从反铁磁性向铁磁性转变；由于4-蒽烯的前线轨道靠近费米面，当置于Au（111）基底上后，4-蒽烯会向基底转移约1.2e-并丢失一个成单电子，最终使得其在Au（111）上的基态变为双重态。

该工作为单分子磁性研究提供一种新的思路，同时为自旋电子器件研究提高一种新的选择。