我們都知道黑黝黝的石墨與晶瑩剔透的鑽石其實都是由碳元素所構成，差別只在於結構不同。石墨中的碳原子是像蜂巢狀那樣六角形排列的平面結構，鑽石內部的碳原子是結構緊密的正四面體。長久以來，科學家相信單一碳元素形成的結構就這兩種，然而，1985年11月14日，科學期刊《自然》上的一篇論文卻推翻了這看法。

這篇論文的作者是英國化學家克羅托（Harold W. Kroto, 1939－ ）、美國化學家斯莫利（Richard E. Smalley, 1943－2005）、柯爾（Robert F. Curl, 1933－ ）及另外二人。克羅托是以訪問學者的身份來到斯莫利的實驗室，原本是要研究碳鏈分子的形成機制。1985年9月4日，他們用雷射射向氦氣中的石墨，再用質譜儀檢測汽化蒸發的碳分子，結果原子量為720的信號異常強烈，他們才赫然發現自己製造出一種前所未見的碳原子結構──由60個碳原子組成的C60。

C60的形狀就跟現代足球一樣，是由12個正五邊形20個正六邊形構成的32面體，碳原子就位於60個頂點。因為這形狀類似美國建築師富勒（Buckminster Fuller）於1967年在蒙特婁世界博覽會，首創的球形穹頂建築，因此他們把C60命名為 ”Buckminster fullerene”，簡稱「富勒烯」。

他們的論文發表後雖然已起各界注目，但普遍認為這只是實驗室中在特殊條件下才有的產物，意義不大。然而1992年，就在俄羅斯的地底礦石中發現富勒烯；2010年，史匹哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）又在六千五百光年外的星塵中發現C60的特殊信號，證實了自然界也存在富勒烯。

克羅托、斯莫利、柯爾三人於1996年共同獲頒諾貝爾化學獎。其實早在1980年，日本的飯島澄男用電子顯微鏡分析碳膜時，就觀察到富勒烯的洋蔥狀結構，1991年他又發現了奈米碳管，可惜與諾貝爾獎無緣。後來科學家也又陸續發現由更多的碳原子組成的球狀、橢圓體、管狀等各種不同立體結構的富勒烯，而其中球狀的富勒烯也簡稱為「巴克球」。

富勒烯具有獨特的化學和物理性質，例如奈米碳管的強度比鋼高一百倍，密度卻只有後者的1/6，可作為太空電梯的纜繩。隨著奈米科技日漸成熟，可以預見各種富勒烯將在材料、光電、及醫學等不同領域，展現以往難以想像的發明與應用。

資料引用於：http://history.pansci.asia/

1971年，大澤映二發表《芳香性》一書，其中描述了C60分子的設想。

1980年，飯島澄男在分析碳膜的透射電子顯微鏡圖時發現同心圓結構，就像切開的洋蔥，這是C60的第一個電子顯微鏡圖。 1983年，克羅托蒸發石墨棒產生的碳灰的紫外可見光譜中發現215nm和265nm的吸收峰，他們稱之為「駝峰」；後來他們推斷這是富勒烯產生的。

1984年，富勒烯的第一個光譜證據是在1984年由美國新澤西州的艾克森實驗室的羅芬等人發現的，但是他們不認為這是C60等團簇產生的。

1985年，英國化學家哈羅德·沃特爾·克羅托博士和美國科學家理察·斯莫利等人在氦氣流中以雷射汽化蒸發石墨實驗中首次製得由60個碳組成的碳原子簇結構分子C60，並推測這個團簇是球狀結構。

1990年，克利斯莫（Krätschmer）等人第一次報導了大量合成C60的方法，才使得C60的研究得以大量展開。

1991年，加州大學洛杉磯分校的霍金斯（Joel Hawkins）得到了富勒烯衍生物的第一個晶體結構，標誌著富勒烯結構被準確測定。

1995年，伍德（Fred Wudl）製備出開孔富勒烯[24]；而PCBM也被他首次製備。

1996年，羅伯特·科爾（美）、哈羅德·沃特爾·克羅托（英）和理察·斯莫利（美）因富勒烯的發現獲諾貝爾獎。

起初人們認為這種高度對稱的完美分子只能在實驗室的苛刻條件下或者是星際塵埃中存在，然而1992年美國科學家P. R. Buseck在用高分辨透射電鏡研究俄羅斯數億年前的地下的一種名為Shungites的礦石時，發現了C60和C70的存在，飛行時間質譜也證明了他們的結論，產生原因未知。

2010年加拿大西安大略大學科學家在6500光年以外的宇宙星雲中發現了C60存在的證據，他們通過史匹哲太空望遠鏡發現了C60特定的信號。克羅托說：「這個最令人興奮的突破給我們提供了令人信服的證據：正如我們一直期盼的那樣，巴基球在宇宙的亘古前就存在了。

這結構太深奧了，不同結合有不同的效果跟特性

有聽過巴克球 , 原來如此 , 這是材料科學上的一大發現呀

感謝大大精闢深入的分享! 這種材料若在未來能廣泛應用，也是人類的大幸!

C60 不是鑽石 ?

hamidh 發表於 2018-11-14 13:08
C60 不是鑽石 ?

C60和鑽石都是由碳組成，但是由於結構不同，所以物理和化學的性質都不同。

感謝分享~一直以為只有石磨稀><

gebygeby1 發表於 2018-11-14 17:33
感謝分享~一直以為只有石磨稀>

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2混成軌域組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。

石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

不知碳60富勒烯和石墨烯的物理特性有何不同
石墨烯是單層碳原子厚度的二維材料
是世上最薄且最堅硬的奈米材料~也是世上電阻率最小的材料
以生產及運用層面來說~誰會勝出阿
感謝好友分享

石墨烯是目前世界上已知最薄、最硬及電阻最小的材料，同時重量極輕且柔韌度亦相當高。

先前英國超跑車廠BAC已利用此材料打造出質輕高強度的汽車車殼，最近又有科學家將其加入塑料之中使其吸收撞擊的能量增加了40%，所以未來汽車車體將變得更為安全，重量也將變得更加輕盈。

石墨烯的應用範圍之廣還可用於電池效率的提升上，利用石墨烯製作而成的電池其壽命是鋰電池的2倍，但重量又僅是傳統電池的一半，因此未來在提升電動車續航力部分有相當大的助益，由於傳導性佳之故，充電時間也將大幅降低，據說從低電量到充飽電僅不到10分鐘，也將改善現階段電動車充電時間過長推行不易的問題。

732 發表於 2018-11-14 18:20
石墨烯的應用範圍之廣還可用於電池效率的提升上，利用石墨烯製作而成的電池其壽命是鋰電池的2倍，但重量又 ...

我一直在想一種材料

就是太陽照射時

它背面會越冷

這樣夏天可以不必開冷氣

deeperinloveu 發表於 2018-11-14 23:54
我一直在想一種材料

就是太陽照射時

最好冬天沒太陽的時候，這種材料還會發熱，這樣連暖氣也不用開了。

如果真有這種材料被發現，那麼能源的問題就解決了，諾貝爾獎就非他莫屬。

不過很遺憾這樣子的材料違反熱力學定律，所以不存在！