布朗大学的研究人员发现了一种硼巴克球。

巴克球以先锋建筑师巴克敏斯特·富勒的名字命名,通常由碳组成。它们的形状很像足球,30年前首次被发现,并引领了对纳米技术的新一代研究。万博体育登录首页

在这个由40个硼原子组成的新巴克球中,硼取代了碳。布朗大学的研究人员与中国的同事合作,将这种新物质命名为硼球烯。

化学家们从理论上认为,可以用硼原子开发出空心笼,但这是第一次观察到这种情况。

“这是第一次在实验中观察到硼笼。作为一个化学家,发现新的分子和结构总是令人兴奋的。事实上,硼有能力形成这种结构是非常有趣的,”布朗大学化学教授王来生说,

在1985年发现巴基球后不久,研究人员发现了其他可以用碳制造的形状,包括纳米管和片状石墨烯。每一种形式都只有一个原子厚。王在今年早些时候发表了一篇论文,他发现硼可以形成由36个原子组成的圆盘。从理论上讲,这些材料可以被拼接成更大的薄片,形成一种类似石墨烯的材料。

最稳定的碳有6个质子和等量的电子。硼每个粒子只有5个。由于电子数量不同,较轻的元素无法形成碳所产生的60个原子的结构。在发现硼球烯之前,理论化学家知道生产这种物质需要不同数量的原子。

王从他早期的研究中知道,他的圆盘状硼烯是稳定的,分子结构中有36个原子。数学模型显示,40个原子也能产生稳定的排列。他的团队开始工作,试图了解40个硼原子是如何结合在一起的。

他们用超级计算机模拟了10,000种可能的组合。这些模拟既检查了结构的形状,也检查了电子结合能——分子与带负电粒子的结合有多紧密。这就像每个结构类型的“指纹”。然后用激光照射硼原子,得到的蒸汽按质量大小计算。然后,它们受到第二束激光的撞击,释放出一个电子,电子沿着一条轨道飞驰而下。在一个叫做光电子能谱的过程中,它们测量结合能的速度。

硼球烯的发现是详细的在杂志中化学性质

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