1985年，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了一些非常不尋常的分子 —— 60個(gè)碳原子熔合在一起形成的一個(gè)球形的、類似足球的結(jié)構(gòu)。

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圖解：鍵線式中的α與β碳原子

這種分子現(xiàn)在被稱為巴基球，完整學(xué)名是巴基敏斯特富勒烯。幾十年來，這種分子讓科學(xué)界即欣喜又充滿了疑問。但是，發(fā)表的一項(xiàng)研究最終解決了一個(gè)懸而未決的問題，即巴基球是如何以及為什么會在星際空間被發(fā)現(xiàn)的。

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#這是2019年瘋狂的太空故事中的第九個(gè)#

一開始，科學(xué)家們認(rèn)為巴基球只能在實(shí)驗(yàn)室中形成。但在2010年，美國國家航空航天局觀察到它們在衰亡的恒星附近漂浮

在這項(xiàng)新的研究中，研究人員通過模擬實(shí)驗(yàn)揭示了太空中的巴基球很可能來自碳化硅，或者是一顆死亡恒星留下的由碳和硅組成的星塵。

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? ? ?2010年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在太空中發(fā)現(xiàn)了由60個(gè)碳原子組成的，形狀類似足球的巴基球。這是首次在星際介質(zhì)中發(fā)現(xiàn)它的帶電（電離）版本。

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亞利桑那大學(xué)研究生雅各布·伯納爾在接受Inverse采訪時(shí)表示:“我們之前認(rèn)為可以摧毀任何復(fù)雜分子的過程，實(shí)際上創(chuàng)造了它們，巴基球本不應(yīng)該存在?！?/span>

科學(xué)家們此前認(rèn)為，一顆死亡恒星發(fā)出的輻射會殺死任何復(fù)雜的分子，包括巴基球。

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圖解：藝術(shù)家描述的類太陽恒星的生命周期。從左下角的主序星開始，然后膨脹經(jīng)過次巨星和巨星的階段，直到在右上角將外層拋離，形成行星狀星云。

亞利桑那大學(xué)的副教授Tom Zega告訴天文在線:“大自然做了很多我們不認(rèn)為是它做的事情?！?/span>

通過研究這種奇怪分子的自然元素，科學(xué)家們也可以將研究結(jié)果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界。巴基球非常穩(wěn)定，能承受高溫和壓力。它們可以用來制造超硬涂層——這可能對納米技術(shù)的發(fā)展起到作用。例如，如果將巴基球合成一個(gè)納米豆莢，那么理論上藥物可以更有效地輸送到細(xì)胞。

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富勒烯是碳的同素異形體，其分子由單鍵和雙鍵連接的碳原子組成，從而形成由五到七個(gè)原子組成的熔合環(huán)封閉或部分封閉的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該分子可以是空心球體、橢球體、管狀體或許多其他形狀和尺寸。石墨烯（石墨的孤立原子層）是由規(guī)則六角形環(huán)組成的扁平網(wǎng)狀物，可以看作是這個(gè)家族的一個(gè)極端成員。

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圖解：C60富勒烯的分子結(jié)構(gòu)。圖源：thecosmeticchemist

具有閉合網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的富勒烯，通常用經(jīng)驗(yàn)公式Cn表示，其中n是碳原子的數(shù)目。然而，對于某些n值，可能存在不止一個(gè)異構(gòu)體。

這個(gè)家族以最著名的成員巴基敏斯特富勒烯（C60）命名，后者又以巴基敏斯特富勒的名字命名。封閉的富勒烯，尤其是C60，也被非正式地稱為巴基球，因?yàn)樗鼈冾愃朴跇?biāo)準(zhǔn)的足球協(xié)會足球。嵌套的封閉富勒烯被稱為巴基洋蔥。圓柱形富勒烯也被稱為碳納米管或巴克管。純富勒烯或混合富勒烯的塊狀固體形式稱為富勒石?！静]有在其內(nèi)部進(jìn)行驗(yàn)證】

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圖解：碳的同素異形體。圖源：scienceabc

富勒烯的預(yù)言已經(jīng)有一段時(shí)間了，但直到1985年意外合成之后，才在自然界和外太空中發(fā)現(xiàn)。富勒烯的發(fā)現(xiàn)大大增加了已知的碳同素異形體的數(shù)量，而這些同素異形體以前僅限于石墨、金剛石和煤煙、木炭等非晶態(tài)碳。無論是在化學(xué)方面，還是在技術(shù)應(yīng)用方面，特別是在材料科學(xué)、電子學(xué)和納米技術(shù)方面，它們一直是人們深入研究的對象。

作者：inverse

FY: 武薇/沙師弟

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