全世界第二貴的東西是什麼？

知識 06-18

最近，英國牛津一家初創公司以每克1.67億美金的價格賣出的內嵌富勒烯成為了全世界第二貴的東西，僅次於暗物質。據Designer Carbon Materials——世界上唯一生產這種稀有材料的公司所說，他們以總價33400英鎊的價格賣出了200微克純內嵌富勒烯。

全世界第二貴的東西是什麼？科學家捧著N@C60的模型 ( @符號代表碳籠包裹著氮原子)

內嵌富勒烯基本上就是被60個碳原子包裹著的1個氮原子。這些碳籠被稱作巴克敏斯特富勒烯，因為外形與英式足球球面上的頂點相似，因此又被稱作巴基球。

巴基球不能脫離碳的多功能性而存在。碳是用途最多的元素，碳分子可呈現出多種形式或同素異形體。

分子由多個原子化學鍵合在一起。這些原子可以是不同的元素，比如水(H2O)，也可以是同一元素，比如氧氣(O2)。儘管如此，由單一元素構成的分子也不局限於一種形態。例如，氧可以形成臭氧(O3)，和氧氣形態不同。氧氣和臭氧就是氧元素的兩種同素異形體。氧還有另外兩種同素異形體O4 和O8 ，不過並不常見。

全世界第二貴的東西是什麼？

這些跟碳比起來就是小巫見大巫了。碳有10多種不同的同素異形體。和氧不同的是，這些同素異形體並不僅僅是在分子數目上不同，而是在結構上具備根本性差異。舉例來說：

金剛石——最受青睞的碳同素異形體，以碳分子四面體鍵合成的格狀形態存在。

石墨——在鉛筆芯中普遍存在，堆積排列方式呈六邊形棋盤格狀。

石墨烯——因其種種創新性特質為人稱道，存在形式僅為一層石墨。石墨烯在巴基球的空間形成中也發揮著作用。

富勒烯——以各種「3-D形狀」存在。由60個碳分子組成的富勒烯是C60的一種形式。這60個分子可以排列為點綴著12個五邊形的20個六邊形。能想像出這個畫面嗎？這和普通的足球是一模一樣的形狀，區別在於富勒烯是空心的，生產商也不是運動廠商。

用60個碳原子組成一個分子，首先需要至少60個碳原子。有兩種方式可以得到60個這樣的原子。方法一，可以從一群更小的含有碳原子的分子入手，將它們化合在一起；方法二，將至少含有60個碳原子的大分子打散。

全世界第二貴的東西是什麼？內嵌富勒烯

我不清楚Designer Carbon Materials是如何生產出內嵌富勒烯的，但是很顯然這絕非易事。他們是世界上唯一可以造出N@C60的公司。根據Ars Technica（美國知名科技博客媒體——譯者注）報道，這家位於牛津的創業公司一天就可以生產半克富勒烯，只是質量和純度會大打折扣。頂級N@C60一天的最大產量是50毫克，接著還需要數周時間來提純。「我們是家新公司，才剛剛開始出售這項產品，」公司創始人基里亞克斯·波爾菲拉基斯博士說道。「但繼第一筆交易完成後，我們收到了來自世界不同地區的訂單，看起來用戶的需求還在不斷增加。」

富勒烯分子具有非比尋常的高導電性。然而其昂貴的價格及最特別之處在於超長的電子自旋壽命。這一特性使得富勒烯成為製造原子鐘的完美材料。汽車工業對原子鐘尤為感興趣，因為原子鐘可以將GPS精確度提升至毫米級。如果無人駕駛汽車想要普及推廣並保證乘客安全，這點將至關重要。

「眼下，原子鐘有一間屋子那麼大。」牛津科技研究基金會理事盧修斯·加里說。「這種內嵌富勒烯可以讓原子鐘縮小成一塊手機晶元的尺寸。這項科技可將會在各領域得到廣泛應用。最顯著的就是對無人駕駛車輛的控制。如果兩輛車在鄉村小路上狹路相逢，將它們的位置確定在兩米內還不夠，然而1毫米就足夠了。」

「也許有一天，每部手機都會用上富勒烯。」加里先生說道。

文章來源：ZME Science

文章作者：Tibi Puiu

編譯：未來論壇商白

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