“硼化學和類富勒烯研究取得重大突破！”就在如火如荼的巴西世界杯落幕之際，13日上午，山西大學分子科學研究所翟華金教授興奮地向記者介紹說，山西大學、清華大學、美國布朗大學及復旦大學化學家密切合作，首次發現了全硼富勒烯B40團簇(All-BoronFullerene)，并將其命名為硼球烯(Borospherene)。該研究成果于13日在國際權威學術期刊《自然·化學》在線發表。

　　據《光明日報》消息，翟華金教授介紹，B40的發現是硼球烯實驗和理論研究的開端，是一個與碳富勒烯平行、具有廣闊應用前景的科學研究新領域。研究表明，硼球烯和低維硼納米結構與相應碳富勒烯和低維碳納米材料在性能上具有很強的互補性，兩者結合可能對解決人類面臨的能源和環境危機提供新的科學思路和技術。

　　1985年，以籠狀C60為代表的碳富勒烯家族的發現成為世界科學史上的重要里程碑。該成果1996年獲諾貝爾化學獎，為之后的單壁碳納米管及單原子層石墨烯的發現奠定了基礎。據觀察者網編輯查詢，富勒烯因外形很像足球，又有足球烯之稱，或被音譯為巴基球。

　　翟華金說，B40是繼C60之后第二個從實驗和理論上完全確認的無機非金屬籠狀團簇，但由于硼的典型缺電子性，B40具有與傳統碳富勒烯顯著不同的結構和成鍵特征（即最終并未被塑造成標準的足球形狀——觀察者網注）。它可以進一步作為分子器件，進行各種金屬摻雜、化學修飾和配體保護，形成具有新穎結構的一維、二維和三維納米材料，在儲氫儲鋰、半導體、超導、綠色催化等領域具有重要應用前景。

　　據悉，自第一個巴基球被發現之后，科學家曾創建出更多具有令人印象深刻的品質的碳結構，例如碳納米管和單個原子厚度的石墨烯。從那時開始，材料科學家也在探索由其他元素構成的與巴基球類似的結構。

　　2007年，美國萊斯大學材料科學家BorisYakobson曾從理論上提出，由80個硼原子構成的“籠子”應該很穩定。而在這之后1個星期發表的另一項研究則預測了一個由36個硼原子構成的穩定結構。

　　2013年3月以來，山西大學分子科學研究所翟華金教授、李思殿教授與清華大學李雋教授、美國布朗大學Lai-ShengWang教授及復旦大學劉智攀教授課題組合作，結合特征實驗光電子能譜、全局結構搜索和嚴格量子化學理論計算，經過一年多的艱苦努力和協同創新，首次在氣相中觀察到由雙鏈交織而成、具有完美D2d對稱性的籠狀B40全硼富勒烯團簇。

　　該空心籠狀分子由頂端和底端兩個相互交錯的B6六元環及腰上兩兩相對的四個B7七元環相互融合而成，沿二重主軸方向略有拉長。

　　萊斯大學的Yakobson對此評價道：“我們曾預測了由80個硼原子構成的富勒烯的可能性，而現在，在7年之后，我們看到了非凡的實驗證據。”他指出：“特別之處在于這一形態是任何理論計算都未曾預測到的。”

　　另據《中國科學報》報道，在研究中，布朗大學Lai-ShengWang教授的研究團隊是在尋找由硼構成的石墨烯類似物時發現這一結構的。他們注意到由40個硼原子構成的原子團似乎具有異乎尋常的穩定性，但科學家并不知道這些原子團到底是以什么樣的形狀呈現的。進一步的計算和試驗揭示它們形成了兩種穩定結構：一種是一個幾乎扁平的分子；另一種則是由鑲嵌形狀組成的球狀中空結構，類似于碳基巴基球。

　　與碳基巴基球相比，除了擁有一個不太優雅的形狀之外，硼球還形成了一種不同類型的內在鍵。這使得它們很難作為單獨的“積木”加以使用——因為這些原子具有一種彼此相互作用的趨勢，但這種反應可能使硼巴基球更利于在鏈條中進行連接。這種特性同時使得硼球有能力與氫結合在一起——研究人員表示，這讓它們能夠用來儲存氫。

　　硼并非碳之后被巴基球化的第一種元素，但它可能是與碳巴基球最類似的產物。Yakobson表示，科學家已經制造出具有巴基球樣結構的鈾基和硅基化合物，多壁的氮化硼和二硫化鉬結構以及較小的金、錫和鉛單元素“籠子”。但只有硼似乎與大而中空的原始碳巴基球相匹配及對稱。

　　巴基球一般是指一種由60個碳原子構成的分子。C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子，它具有60個頂點和32個面，其中12個為正五邊形，20個為正六邊形。其相對分子質量約為720。