恰逢世界杯决赛之际，研究人员成功地构建了第一个完全由硼原子组成的“巴基球”。与真正的碳基巴基球不同，硼分子并非完全像足球那样。但是这种新型硼形式可能会催生新的纳米材料，并可能在储氢方面找到用途。
罗伯特·柯尔、哈罗德·克罗托和理查德·斯莫利在1985年发现了第一个巴基球——或称富勒烯。这种由60个碳原子以五边形和六边形像足球一样排列而成的空心笼状结构，得名于美国建筑师和工程师理查德·巴克敏斯特·富勒，他在设计他的圆顶时使用了相同的形状。这一发现为创造更多具有卓越特性的碳结构打开了大门，例如碳纳米管和单原子厚的石墨烯。此后，材料科学家们也在寻找由其他元素制成的类似巴基球的结构。
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2007年，德克萨斯州休斯顿莱斯大学的材料科学家鲍里斯·雅各布森理论上认为，由80个硼原子组成的笼状结构应该是稳定的。另一项上周发表的研究预测了由36个硼原子组成的稳定结构。
由罗得岛州普罗维登斯布朗大学的化学家赖胜王（音译）领导的团队今天在《自然化学》上发表文章，成为第一个看到这种结构的人，尽管它的结构与预测的略有不同。研究人员称他们的 40 原子分子为硼球烯。它的排列方式是六边形、七边形和三角形。
“我们预测了 B80 富勒烯的可能性，现在，七年后，看到实验证据真是太棒了，”雅各布森说。“特别是它与任何理论计算的预测都不一样。”
王的研究团队在寻找由硼制成的石墨烯类似物时发现了这种结构。他们发现 40 个硼原子的团簇似乎异常稳定，但他们不知道这些团簇采取的是什么形式。进一步的计算和实验表明，他们已经制造出了两种稳定的结构——一种几乎是扁平的分子，另一种是由镶嵌形状组成的空心球状结构，类似于碳巴基球。
除了形状不够优雅外，硼球烯球还与碳对应物形成了一种不同的内部键。这使得它们难以用作独立的构件，因为它们倾向于相互作用，但是这种反应性可能使硼巴基球适合连接成链。它还使这些球能够与氢结合，研究小组表示，这可能使它们在储氢方面有用。
硼不是继碳之后第一个形成巴基球的元素，但结果可能是与碳变体最相似的类似物。科学家已经用铀基和硅基化合物、多壁氮化硼和二硫化钼结构以及较小的金、锡和铅的单元素笼状结构形成了类巴基球的结构。雅各布森说，但只有硼似乎能与原始碳巴基球的大空心笼和对称性相匹配。
本文经许可转载，于 2014 年 7 月 13 日首次发布。