最近 , 英国牛津一家初创公司以每克1.67亿美金的价格卖出的内嵌富勒烯成为了全世界第二贵的东西 , 仅次于暗物质 。 据Designer Carbon Materials——世界上唯一生产这种稀有材料的公司所说 , 他们以总价33400英镑的价格卖出了200微克纯内嵌富勒烯 。
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【全世界第二贵的东西是什么?】内嵌富勒烯基本上就是被60个碳原子包裹着的1个氮原子 。 这些碳笼被称作巴克敏斯特富勒烯 , 因为外形与英式足球球面上的顶点相似 , 因此又被称作巴基球 。
巴基球不能脱离碳的多功能性而存在 。 碳是用途最多的元素 , 碳分子可呈现出多种形式或同素异形体 。
分子由多个原子化学键合在一起 。 这些原子可以是不同的元素 , 比如水(H2O) , 也可以是同一元素 , 比如氧气(O2) 。 尽管如此 , 由单一元素构成的分子也不局限于一种形态 。 例如 , 氧可以形成臭氧(O3) , 和氧气形态不同 。 氧气和臭氧就是氧元素的两种同素异形体 。 氧还有另外两种同素异形体O4 和O8 , 不过并不常见 。
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这些跟碳比起来就是小巫见大巫了 。 碳有10多种不同的同素异形体 。 和氧不同的是 , 这些同素异形体并不仅仅是在分子数目上不同 , 而是在结构上具备根本性差异 。 举例来说:
金刚石——最受青睐的碳同素异形体 , 以碳分子四面体键合成的格状形态存在 。
石墨——在铅笔芯中普遍存在 , 堆积排列方式呈六边形棋盘格状 。
石墨烯——因其种种创新性特质为人称道 , 存在形式仅为一层石墨 。 石墨烯在巴基球的空间形成中也发挥着作用 。
富勒烯——以各种“3-D形状”存在 。 由60个碳分子组成的富勒烯是C60的一种形式 。 这60个分子可以排列为点缀着12个五边形的20个六边形 。 能想象出这个画面吗?这和普通的足球是一模一样的形状 , 区别在于富勒烯是空心的 , 生产商也不是运动厂商 。
用60个碳原子组成一个分子 , 首先需要至少60个碳原子 。 有两种方式可以得到60个这样的原子 。 方法一 , 可以从一群更小的含有碳原子的分子入手 , 将它们化合在一起;方法二 , 将至少含有60个碳原子的大分子打散 。
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我不清楚Designer Carbon Materials是如何生产出内嵌富勒烯的 , 但是很显然这绝非易事 。 他们是世界上唯一可以造出N@C60的公司 。 根据Ars Technica(美国知名科技博客媒体——译者注)报道 , 这家位于牛津的创业公司一天就可以生产半克富勒烯 , 只是质量和纯度会大打折扣 。 顶级N@C60一天的最大产量是50毫克 , 接着还需要数周时间来提纯 。 “我们是家新公司 , 才刚刚开始出售这项产品 , ”公司创始人基里亚克斯·波尔菲拉基斯博士说道 。 “但继第一笔交易完成后 , 我们收到了来自世界不同地区的订单 , 看起来用户的需求还在不断增加 。 ”
富勒烯分子具有非比寻常的高导电性 。 然而其昂贵的价格及最特别之处在于超长的电子自旋寿命 。 这一特性使得富勒烯成为制造原子钟的完美材料 。 汽车工业对原子钟尤为感兴趣 , 因为原子钟可以将GPS精确度提升至毫米级 。 如果无人驾驶汽车想要普及推广并保证乘客安全 , 这点将至关重要 。
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