富勒烯是一種碳的同素異形體。任何由碳一種元素組成，以球狀、橢圓狀或管狀結(jié)構(gòu)存在的物質(zhì)，都可以被叫做富勒烯。由于其獨特的結(jié)構(gòu)和化學(xué)物理性質(zhì)，富勒烯已對化學(xué)、物理、材料科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

1985年，英國的科學(xué)家哈羅德·沃特爾·克魯托和美國的科學(xué)家羅伯特·弗洛伊德·柯爾、理查德·埃里特·史沫萊共同發(fā)現(xiàn)了碳元素的新形式——富勒烯，它是繼石墨和金剛石后又一類碳的同素異形體。它的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)立了一個嶄新的化學(xué)分支，對于巨大的碳循環(huán)和經(jīng)典芳香烴之類廣泛存在的科學(xué)問題的概念產(chǎn)生了重大影響。1996年，他們因此分享了諾貝爾化學(xué)獎的殊榮。

理查德·埃里特·史沫萊

1939年10月7日，克魯托出生于英格蘭劍橋郡，1964年，他獲得舍菲爾德大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位。此后，他一直在薩塞克斯大學(xué)從事教研工作。他主要從事瞬間光解所產(chǎn)生自由基的高分辨電子光譜、電子和微波光譜、利用拉曼光譜對液態(tài)中間體的研究等。

1985年，克魯托運用微波光譜測量大氣層和氣云時，發(fā)現(xiàn)了長形鏈狀碳。為了找到這些碳鏈形成的途徑，他與史沫萊和柯爾合作，用史沫萊設(shè)計的激光超聲束光儀在氦氣中將石墨汽化，產(chǎn)生了碳原子束，獲得了含40個～100個以上偶數(shù)碳原子相應(yīng)的未知形式的碳譜線。

通過為期11天的實驗，他們發(fā)現(xiàn)，這種分子由60個碳原子組成，有60個頂點和32個面，其中12個面是五角形，20個面是六角形，它們結(jié)成一個高度勻稱、類似球體的中空結(jié)構(gòu)。他們把這種獨特的分子命名為“富勒烯”，這一名稱源自美國建筑師巴克敏斯特·富勒，因為這種分子結(jié)構(gòu)與他設(shè)計的多面體穹頂相似。

諾貝爾博物館里的富勒烯模型

富勒烯由60個碳原子組成，簡稱碳60，它的幾何結(jié)構(gòu)像足球，所以又稱為足球烯、富勒球。富勒烯的直徑僅有0.71納米，堪稱世界上最小的“足球”。實際上，富勒烯并沒有“烯”的結(jié)構(gòu)，稱其為“富勒碳”更為妥當(dāng)?，F(xiàn)在，人們已習(xí)慣稱其為足球烯。

學(xué)海拾貝

富勒烯分子具有芳香性，溶于苯呈醬紅色，有潤滑性，可能成為超級潤滑劑。金屬摻雜的富勒烯有超導(dǎo)性，是有發(fā)展前途的超導(dǎo)材料。富勒烯還可能在半導(dǎo)體、催化劑、蓄電池材料和藥物等許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

對富勒烯的研究作出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家之一—柯爾于1933年8月23日生于得克薩斯州。1954年，柯爾獲得賴斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位。此后，他來到加利福尼亞大學(xué)伯克利分校繼續(xù)深造，并于1957年獲得博士學(xué)位。自1958年以來，柯爾一直在賴斯大學(xué)任教，主要從事微波及紅外光譜的研究。

另一位科學(xué)家史沫萊于1943年11月7日生于美國俄亥俄州。1973年，他獲得普林斯頓大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位。此后，他一直在賴斯大學(xué)工作，從事超聲束激光光譜的研究。

富勒烯的首次發(fā)現(xiàn)，讓科學(xué)界對其完美的結(jié)構(gòu)感嘆不已，大自然造物時簡單與美的和諧在這個結(jié)構(gòu)上得到了最充分的體現(xiàn)。富勒烯有著無數(shù)優(yōu)異的性質(zhì)，它本身是半導(dǎo)體，摻雜后可變成臨界溫度很高的超導(dǎo)體，由它所衍生出來的碳微管比相同直徑的金屬強(qiáng)度高100萬倍。小小的富勒烯正以其獨特的魅力影響和改變著這個世界。