Physics and Chemistry of the Fullerenes

در سپتامبر 1985، در تلاش برای شبیه سازی شیمی در یک ستاره کربنی، هری کروتو، باب کرل و ریچارد اسمالی آزمایش طیف سنجی جرمی را برای مطالعه پلاسمای تولید شده با تمرکز لیزر پالسی بر روی گرافیت جامد ترتیب دادند. به طور ناگهانی، یک قله جرم غالب 720 آمو مربوط به گونه C60 در طیف جرمی زمان پرواز خوشه‌های کربن حاصل نشان داده شد. پیشنهاد شد که این خوشه C60 دارای ساختار قفس بسته یک ایکوساهدر کوتاه (یک توپ فوتبال) است و باکمینسترفولرن نامیده شد زیرا مفاهیم گنبد ژئودزیکی که توسط معمار باکمینستر فولر پیشگام بود، نقش مهمی در رسیدن به این راه حل ایفا کرد. سیگنال یک گونه C70 (840 amu) که به شکل بیضی شکل توپ راگبی پیشنهاد شده بود، در آزمایشات اولیه نیز برجسته بود. پنج سال بعد، کار اصلی ساسکس! همکاری برنج پیروزمندانه تایید شد زیرا ولفگانگ کرلیچمر و دونالد هافمن موفق به تولید و جداسازی نمونه‌های کریستالی فله‌ای از مواد فولرن از ذخایر کربن فرآوری شده با قوس (در اتمسفر گاز بی اثر) شدند. از آن زمان به بعد، تحقیقات فولرن ادامه یافت و هنوز هم با سرعتی مهیج ادامه دارد. این مواد تخیل بسیاری از طبقات مختلف دانشمندان را برانگیخت و در نتیجه زمینه ای واقعاً بین رشته ای ایجاد شد. بسیاری از پیش فرض های قدیمی و به ظاهر مستدل ما در علم کربن باید به طور اساسی تغییر می کردند یا کاملاً کنار گذاشته می شدند، زیرا جهان دور جدیدی از علم شیمی، فیزیک و مواد شروع به آشکار شدن کرد.

In September 1985, in an attempt to simulate the chemistry in a carbon star, Harry Kroto, Bob Curl and Richard Smalley set up a mass spectrometry experiment to study the plasma produced by focusing a pulsed laser on solid graphite. Serendipitously, a dominant 720 amu mass peak corresponding to a C60 species was revealed in the time-of-flight mass spectrum of the resulting carbon clusters. It was proposed that this C60 cluster had the closed cage structure of a truncated icosahedron (a soccerball) and was named Buckminsterfullerene because geodesic dome concepts, pioneered by the architect Buckminster Fuller, played an important part in arriving at this solution. The signal for a C70 species (840 amu) , proposed to have the ellipsoidal shape of a rugbyball, was also prominent in the early experiments. Five years later, the seminal work of the Sussex! Rice collaboration was triumphantly confirmed as Wolfgang Krlitschmer and Donald Huffman succeeded in producing, and separating, bulk crystalline samples of fullerene material from arc-processed (in an inert gas atmosphere) carbon deposits. From then onwards, fullerene research continued, and still proceeds, at an exhilarating pace. The materials excited the imagination of many diverse classes of scientists, resulting in a truly interdisciplinary field. Many of our old, seemingly well-founded, preconceptions in carbon science had to be radically altered or totally abandoned, as a new round world of chemistry, physics and materials science began to unfold.