富勒烯是一种与金刚石和石墨不同的固体碳形式，它们的发现归功于超音速喷射——但不是飞机的那种。1985年，在莱斯大学，已故的理查德·E·斯莫利、罗伯特·F·柯尔和哈罗德·W·克罗托（从英国苏塞克斯大学来访），以及研究生詹姆斯·R·希思和肖恩·C·奥布莱恩，正在使用斯莫利帮助开创的强大工具研究碳：超音速喷射激光光谱学。在这个分析系统中，激光蒸发样品碎片；产生的气体由各种尺寸的原子簇组成，然后用氦气冷却并通过管道输送到真空室中，形成射流。这些原子簇以超音速膨胀，从而冷却并稳定它们以供研究。
在他们用石墨进行的实验中，莱斯大学团队记录了大量的碳原子簇，每个原子簇都包含相当于 60 个原子。这让他们感到困惑，因为他们不知道 60 个原子是如何如此稳定地排列在一起的。他们在为期两周的讨论中，经常在墨西哥食物的陪伴下思考这个难题，最终找到了解决方案：一个碳原子必须位于 12 个五边形和 20 个六边形的每个顶点上，排列方式类似于足球的面板。他们将这种分子命名为“巴克敏斯特富勒烯”，以致敬巴克敏斯特·富勒类似的测地线圆顶。他们的发现引发了进一步的研究，从而产生了细长版本，称为碳纳米管，NEC 的饭岛澄男在一篇 1991 年的开创性论文中对此进行了描述。
“巴克球”和纳米管本可以更早被发现。1970 年，日本丰桥技术科学大学的大泽映二推测 60 个碳原子可以形成球形，但他实际上并没有制造出任何巴克球。1952 年，两位俄罗斯研究人员 L. V. 拉杜什克维奇和 V. M. 卢基亚诺维奇描述了生产纳米级管状碳丝；他们的论文在冷战期间以俄语发表，在西方几乎没有受到关注。
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事实证明，巴克敏斯特富勒烯并不难制造。它在许多涉及碳的燃烧过程中自然形成（甚至蜡烛燃烧），并且可以在烟灰中找到痕迹。自从莱斯大学的发现以来，研究人员已经设计出更简单的方法来制造巴克球和纳米管，例如通过在两个石墨电极之间触发电弧或将碳氢气体通过金属催化剂。碳纳米管引起了广泛的关注；在其众多有趣的特性中，它们具有已知材料中最高的抗拉强度，能够抵抗比典型结构钢大 100 倍的应变。
在 1993 年接受《大众科学》采访时，2005 年因白血病去世的斯莫利表示，他对从富勒烯中获利并不特别感兴趣。“我最希望的是，”他说，“看到在未来的x年里，这些小家伙中的一些能够做好事。” 考虑到纳米管尤其正在推动电子、能源、医学和材料领域的进步，他的愿望很可能会实现。