化学领域中的一场革命正在美国亚利桑那州塔松市的一座由煤矿建筑改建的小房间里发生着。这里是世界上第一家生产一种最新发现的称作“巴基球”神奇材料的工厂。这种材料具有如此异常的发展前景,以至于来自各地的化学家和物理学家们不惜以昂贵的价格竞相购买,每克1200美元,几乎是黄金价格的100倍。为什么?因为这种材料不是人们一般概念中的炭灰,而是一种具有独特碳原子排列结构的新材料。

1990年9月,美国、德国的几位科学家在《自然》杂志上发表了一篇完整论文,详细地论述了他们制造C60的方法。这时,科学家已经感觉到一个重大的突破正在发生。许多著名的科学家和研究机构都将他们的方向转向C60领域。IBM公司的一位科学家通过核磁共振、拉曼光谱、红外光谱及扫描隧道显微镜照片证实了C60的存在形状和性质,1991年加州大学伯克利分校的霍金斯(Joel Hawkins)第一次拍摄了C60的X光衍射照片,直观证实了分子的球形结构。

由于C60特殊的结构和性质,它提供了一种令人兴奋的应用前景:

?润滑剂 C60可以作为小型滚珠轴承用于润滑微型马达的齿轮。(微型马达也是最近一个令人感兴趣的科研课题)

?电池 斯迈利小组证明C60分子可以在不损坏本身结构的条件下吸附电子,然后再放出电子,这就使得C60可能成为制造轻型、高效电化学电池的原材料。

?药物 C60分子内部是空的。这部分空间可用于“包裹”其它物质,如治疗癌症的放射性元素,这样做可以减少这些放射性物质对健康组织的损坏。

?开关 目前制造高速电子和光学开关的方法只限于二维,C60可用于制造三维结构的开关。

?磁铁 最近的研究表明,在低温下,C60材料表现出磁性。以廉价碳材料做成的磁铁作为昂贵金属磁铁的替代物是非常吸引人的。

?超导 1991年7月日本NEC公司的科学家们宣布C60组成材料在33 K温度下,产生超导现象。这是迄今为止发现的唯一的有机超导体,但是C60材料在目前来说比无机氧化物超导体难以制备,且它们的导电性质还有待于进一步证实。

世界上第一家根据霍夫曼专利工艺生产C60材料的工厂由材料与电化学研究公司建立。工艺设备比较粗糙,且提纯产物的难度相当大。霍夫曼说:“问题是产量跟不上需求。现在每天只能生产1克,太花费时间了。如果真的有大量需求的话,C60最终可以做到几美分1克。相信在今后的10年到20年间,会有大型工厂来生产这种材料的。”

TBM的贝特霍因说:“这仅仅是开始。这个分子就像某个天才的工程师设计出来似的。我们现在有可能制造分子圣诞树,可以给这棵树装饰各种官能基团。”这种性质上的灵活性可能使C60在物质形成的过程中发挥重要作用,斯迈利猜想:如果C60是在远离现在100亿到200亿年以前炽热的星球中产生的话,那么C60可能不仅是宇宙中最常见的,而且是最古老的分子。因为它们大到能够在碰撞过中吸附小粒子,C60可能作为中心核围绕着它可以形成固体物质:先是星际尘埃粒子,然后是岩石、小行星、彗星,最后是星球。

[Popular Science,1991年8月]