富勒烯

富勒烯是一种碳的异构体，其分子由碳原子通过单键和双键连接而成，形成一个封闭或部分封闭的网状结构，有五到七个原子的融合环。该分子可能是一个空心球体，一个椭圆体，一个管子，或许多其他形状和尺寸。石墨烯（石墨的一个孤立的原子层）是一个由规则的六边形环组成的扁平网状结构，可以被看作是这个家族的一个极端成员。

具有封闭网状拓扑结构的富勒烯非正式地用其经验公式Cn表示，通常写作Cn，其中n是碳原子的数量。然而，对于n的某些值来说，可能有一个以上的异构体。

该家族以其最著名的成员buckminsterfullerene（C60）命名，buckminster Fuller也是以其命名。闭合富勒烯，特别是C60，也被非正式地称为buckyballs，因为它们与美式足球的标准球很相似。嵌套的闭合富勒烯被命名为 "扣球洋葱"。圆柱形富勒烯也被称为碳纳米管或Buckybales。纯富勒烯或混合富勒烯的散装固体形式被称为富勒烯。

预测富勒烯已经有一段时间了，但只有在1985年意外合成之后，才在自然界和外太空中检测到它们。富勒烯的发现极大地扩展了已知的碳同位素的数量，以前只限于石墨、钻石和无定形碳，如煤烟和木炭。它们的化学特性和技术应用，特别是在材料科学、电子学和纳米技术方面的应用，一直是激烈研究的对象。

二十面体C60H60笼在1965年被提及为一种可能的拓朴结构。Eiji Osawa在1970年预测了C60的存在。他注意到冠烯烃分子的结构是足球形状的一个子集，并假设可能还存在一个完整的球形结构。他的想法在日本的一份科学杂志上被报道，但他的想法和任何翻译都没有传到欧洲或美洲。

同样在1970年，R. W. Henson提出了一个C60结构，并制作了一个模型。不幸的是，这种新形式的碳的证据在当时是非常薄弱的，因此该提议遭到了怀疑，并且从未发表。它在1999年才被认可。

1973年，在Henson之外，一组科学家对C60的稳定性进行了量子化学分析，并计算了其电子结构。这篇论文发表于1973年，但科学界并没有对这一理论预测给予太多的关注。

1980年左右，Sumio Iijima从碳黑的电子显微镜图像中确定了C60的分子，它形成了一个结构像洋葱的颗粒的核心。

同样在20世纪80年代，米尔德里德-德雷斯豪斯和远藤森信与T.文卡特桑合作，指导了用激光爆破石墨的研究，产生了碳原子团，后来被确定为富勒烯。

1985年，苏塞克斯大学的Harold Kroto与莱斯大学的James R. Heath, Sean O'Brien, Robert Curl, and Richard Smalley合作，在富勒烯在氦气环境中蒸发后产生的碳被发现于烟尘残留物。在产品的质谱中，出现了不连续的峰，对应于具有60或70个以上碳原子的精确质量的分子，即C60和C70。

研究小组将这种结构确定为现在熟悉的Buckyballs。

Buckminsterfullerene这个名字最终被发现者选为C60，作为对美国建筑师Buckminster Fuller的致敬，因为该结构与他推广的测地穹顶依稀相似；如果它们被扩展到一个完整的球体，也会有二十面体的对称性组。选择烯烃结尾是为了表明碳是不饱和的，只与其他三个原子相连，而不是正常的四个原子。