碳材料的多样性长期以来推动着物理、化学和材料科学的发展；从金刚石、石墨到富勒烯、石墨烯，碳材料的每一次重要突破都带来了深远影响。富勒烯和石墨烯的发现者分别获得1996年和2010年诺贝尔奖，也从侧面印证了该领域的学术地位。近年来，以sp2杂化碳原子为骨架的新型碳同素异形体成为研究热点，并在超级电容器、电池电极、气体分离与储存等方向显示出应用潜力。施瓦茨碳是一类具有三重周期性的三维共轭碳同素异形体，其特点是sp2杂化碳原子铺展于三重周期极小曲面上，并可按对称性分为Primitive型、Gyroid型和Diamond型等。理论研究指出，这类多孔三维共轭碳结构在能量存储和气体处理等领域前景可观。然而，带负曲率的三维共轭碳结构长期未能在实验中实现，成为该方向的重要瓶颈。施瓦茨碳P192是最具代表性的结构之一，其由六元环和八元环构成的负曲率区域，是形成三维共轭网络的关键基础。但也正因为结构高度扭曲，合成难度极大。负曲率管状单元伴随很高的环张力，使传统有机合成路线难以胜任，有关研究因此推进缓慢。王朝晖团队提出新的合成策略，突破了该难题。研究人员以廉价易得的原料为起点——借助高选择性偶联反应——高效构建出高度扭曲的双重大环前体。其核心思路是“预制”高张力前体，为后续高张力化学键的形成提前布局，并通过精确控制成键顺序，首次实现了这类高张力结构的构筑，解决了曲面共轭碳材料合成中的关键问题。这一成果不仅完成了特定分子结构的合成，更建立了可复用的合成方法体系，为后续新型碳同素异形体的精准创制提供了化学基础，并有望推动相关材料在能源与环保等领域的应用。相关研究已发表于国际期刊《美国化学会志》，并入选封面，说明了其学术价值与创新性。
从关键片段的可控合成出发——迈向三维共轭负曲率碳网络——这既是对基础化学“构筑能力”的检验，也为材料科学的“功能设计”打开新的空间。面向未来，只有在原创方法、结构认知与应用需求之间形成稳定的协同，才能让更多“理论上可被想象”的新结构，更转化为“实验中可被制造、工程上可被使用”的新材料。