恰逢世界盃決賽之際，研究人員成功地構建了第一個完全由硼原子組成的“巴基球”。與真正的碳基巴基球不同，硼分子並非完全像足球那樣。但是這種新型硼形式可能會催生新的奈米材料，並可能在儲氫方面找到用途。
羅伯特·柯爾、哈羅德·克羅託和理查德·斯莫利在1985年發現了第一個巴基球——或稱富勒烯。這種由60個碳原子以五邊形和六邊形像足球一樣排列而成的空心籠狀結構，得名於美國建築師和工程師理查德·巴克敏斯特·富勒，他在設計他的圓頂時使用了相同的形狀。這一發現為創造更多具有卓越特性的碳結構打開了大門，例如碳奈米管和單原子厚的石墨烯。此後，材料科學家們也在尋找由其他元素製成的類似巴基球的結構。
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2007年，德克薩斯州休斯頓萊斯大學的材料科學家鮑里斯·雅各布森理論上認為，由80個硼原子組成的籠狀結構應該是穩定的。另一項上週發表的研究預測了由36個硼原子組成的穩定結構。
由羅得島州普羅維登斯布朗大學的化學家賴勝王（音譯）領導的團隊今天在《自然化學》上發表文章，成為第一個看到這種結構的人，儘管它的結構與預測的略有不同。研究人員稱他們的 40 原子分子為硼球烯。它的排列方式是六邊形、七邊形和三角形。
“我們預測了 B80 富勒烯的可能性，現在，七年後，看到實驗證據真是太棒了，”雅各布森說。“特別是它與任何理論計算的預測都不一樣。”
王的研究團隊在尋找由硼製成的石墨烯類似物時發現了這種結構。他們發現 40 個硼原子的團簇似乎異常穩定，但他們不知道這些團簇採取的是什麼形式。進一步的計算和實驗表明，他們已經制造出了兩種穩定的結構——一種幾乎是扁平的分子，另一種是由鑲嵌形狀組成的空心球狀結構，類似於碳巴基球。
除了形狀不夠優雅外，硼球烯球還與碳對應物形成了一種不同的內部鍵。這使得它們難以用作獨立的構件，因為它們傾向於相互作用，但是這種反應性可能使硼巴基球適合連線成鏈。它還使這些球能夠與氫結合，研究小組表示，這可能使它們在儲氫方面有用。
硼不是繼碳之後第一個形成巴基球的元素，但結果可能是與碳變體最相似的類似物。科學家已經用鈾基和矽基化合物、多壁氮化硼和二硫化鉬結構以及較小的金、錫和鉛的單元素籠狀結構形成了類巴基球的結構。雅各布森說，但只有硼似乎能與原始碳巴基球的大空心籠和對稱性相匹配。
本文經許可轉載，於 2014 年 7 月 13 日首次釋出。