硼化學(xué)和類(lèi)富勒烯基礎(chǔ)研究取得重大突破

　　近日，山西大學(xué)分子科學(xué)研究所翟華金教授、李思殿教授與清華大學(xué)李雋教授、美國(guó)布朗大學(xué)Lai-Sheng Wang教授及復(fù)旦大學(xué)劉智攀教授等合作，結(jié)合氣相光電子能譜實(shí)驗(yàn)和高精度量子化學(xué)計(jì)算，首次觀(guān)察到全硼富勒烯B40-/0 和B40團(tuán)簇 (all-boron fullerene)，并將其命名為硼球烯(Borospherene)。

　　B40全硼富勒烯團(tuán)簇呈現(xiàn)空心籠狀結(jié)構(gòu)，分子由頂端和底端兩個(gè)相互交錯(cuò)的B6六元環(huán)及腰上兩兩相對(duì)的四個(gè)B7七元環(huán)相互融合而成，沿二重主軸方向略有拉長(zhǎng)，整體分子恰似傳統(tǒng)的“中國(guó)紅燈籠”。該研究成果實(shí)現(xiàn)硼化學(xué)和類(lèi)富勒烯分子研究領(lǐng)域的重大突破，B40-/0 的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著硼球烯實(shí)驗(yàn)和理論研究的開(kāi)端，預(yù)示著一個(gè)與碳富勒烯平行的、具有廣闊科學(xué)前景的新興研究領(lǐng)域。

　　1985年，以籠狀C60為代表的碳富勒烯家族的發(fā)現(xiàn)成為世界科學(xué)史上的重要里程碑。該成果1996年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，為之后的單壁碳納米管及單原子層石墨烯的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。近三十年來(lái)，科學(xué)家們一直在探索周期表中與碳緊鄰的硼元素是否也可能形成籠狀富勒烯結(jié)構(gòu)，國(guó)際上一直未能在實(shí)驗(yàn)上確定籠狀硼團(tuán)簇的存在。

　　B40 是繼C60之后第二個(gè)從實(shí)驗(yàn)和理論上完全確認(rèn)的無(wú)機(jī)非金屬籠狀團(tuán)簇。硼球烯和低維硼納米結(jié)構(gòu)與相應(yīng)碳富勒烯和低維碳納米材料在性能上具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，兩者結(jié)合可能對(duì)解決人類(lèi)面臨的能源和環(huán)境危機(jī)提供新的科學(xué)思路和技術(shù)，在儲(chǔ)氫儲(chǔ)鋰、半導(dǎo)體、超導(dǎo)、綠色催化等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。