報(bào)道，經(jīng)過(guò)25年的探索，學(xué)家們最近揭開(kāi)了富勒烯家族中巴基球的籠狀碳分子形成之謎。
美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持的國(guó)家高磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)取得的這一成果，清晰地展示了巴基球是如何自組裝成籠狀結(jié)構(gòu)的，其對(duì)于碳納米技術(shù)的發(fā)展意義重大，同時(shí)也為探究宇宙中廣泛存在的太空富勒烯的起源提供了重要線索。
科學(xué)家們于1985年發(fā)現(xiàn)了富勒烯。富勒烯是完全由碳組成的中空的球型、橢球型、柱型或管狀分子的總稱(chēng)，很像足球的球型富勒烯叫做巴基球，其含有60個(gè)碳原子。高度對(duì)稱(chēng)、性質(zhì)迷人的巴基球分子最開(kāi)始是如何形成的，一直是25年來(lái)科學(xué)家力求破解的謎題。這一秘密一直保守至今的原因在于，C60分子是在高能條件下以極快的速度生成。“這一過(guò)程簡(jiǎn)直就是在瞬間完成的——要看到它們?nèi)绾文g(shù)般地生成，這幾乎不可能。”該研究論文的首要作者、佛羅里達(dá)州立大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)系博士生保羅·鄧克說(shuō)。
研究團(tuán)隊(duì)采用一種巧妙的方法來(lái)驗(yàn)證巴基球的形成，他們?cè)凇蹲匀?middot;通訊》雜志上發(fā)表論文描述道：“我們先將業(yè)已存在的富勒烯分子與碳和氦混合，然后用激光轟擊，并利用國(guó)家高磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的9.4特斯拉傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀，對(duì)激光轟擊過(guò)程中產(chǎn)生的幾十種分子進(jìn)行分析。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，富勒烯分子非但沒(méi)有被摧毀，反而在生長(zhǎng)。富勒烯能夠從周?chē)臍怏w中吸收碳并與碳相結(jié)合，自組裝成籠狀的巴基球。”
他們還通過(guò)使用中心包含有重金屬原子的富勒烯證明，巴基球的碳“籠子”在整個(gè)過(guò)程中始終是封閉著的。“如果籠子在生長(zhǎng)時(shí)裂開(kāi)，我們就將失去金屬原子，但它們一直被鎖在里面。”鄧克說(shuō)。
最新研究成果對(duì)于了解地外環(huán)境中富勒烯形成將有重要意義。美國(guó)國(guó)家航空航天局最近發(fā)布的報(bào)告顯示，C60晶體也存在于圍繞遙遠(yuǎn)恒星的軌道上。這表明，宇宙中的富勒烯可能比以前認(rèn)為的更為普遍。“我們的研究結(jié)果對(duì)于破譯外星環(huán)境中富勒烯的形成必定極有價(jià)值。”參與該研究的佛羅里達(dá)州立大學(xué)化學(xué)家、曾因發(fā)現(xiàn)C60而榮膺諾貝爾獎(jiǎng)的哈里·克羅托說(shuō)。
這項(xiàng)研究也為深入了解其他碳納米材料，如碳納米管和碳家族“新貴”石墨烯的自組裝過(guò)程奠定了基礎(chǔ)。(新華網(wǎng))