寻找20年的硼富勒烯B80终获实验证实，电子结构高度类似C60
B910化工消息：6月3日消息，美国布朗大学化学系Lai-Sheng Wang教授团队在《化学科学》(Chemical Science)发表论文，报告首次通过光电子能谱实验观测到80原子硼富勒烯(B80)。这一发现结束了长达20年的追踪——此前理论计算认为B80无法稳定存在，实验结果直接推翻了这一预测。
碳可以形成一系列标志性纳米结构：富勒烯(C60)、碳纳米管和石墨烯。然而，用其他元素复制这些结构的努力长期受挫。Wang自2000年起研究硼的纳米结构潜力，认为硼-硼键的强度使硼成为模拟碳纳米结构最有希望的元素。
研究的关键突破在于团簇冷却技术的优化。团队使用激光蒸发法生成硼团簇，以氦气作为载气。但团簇温度过高，光电子谱在B50以上呈模糊的涂抹状。当团队在氦气中掺入20%氩气以增强冷却效果后，首次观测到了B80的清晰光电子谱——谱图出人意料地简单，表明这是一个高对称性团簇，且具有显著的能隙。
B80的结构并非2007年莱斯大学Boris Yakobson团队通过计算预测的每个六边形中心插入一个硼原子的形式。Wang团队的B80笼由三角形面和五边形面组成，结构上更接近C60的测地线形状。论文共同作者包括清华大学和南方科技大学的研究人员。
Wang在接受Chemistry World采访时表示：这可能是我整个职业生涯中最重要的结果，但也是我发表论文最困难的一次。他将突破归功于博士生Hyun Wook Choi的坚持。
值得注意的是，尽管光谱证据令人信服，团队尚未通过密度泛函理论(DFT)计算确认B80的最稳定构型。Wang认为当前DFT方法低估了B80富勒烯的稳定性，可能需要数年才能等到计算方法足够成熟来验证这一结构。
比利时鲁汶大学理论化学家Arnout Ceulemans评论称：毫无疑问这将产生深远影响。硼甚至比碳更特殊。人们说那里有一个大陆等待探索，而这项发现可能是探索这片大陆的突破口。
B80的发现不仅补全了硼纳米结构拼图中最关键的一块，也可能推动硼富勒烯化学和材料科学的全新发展方向。论文发表于Chemical Science(RSC)，DOI: 10.1039/D6SC02674E，入选2026 Chemical Science HOT Article Collection。 （来源：C&EN）
碳可以形成一系列标志性纳米结构：富勒烯(C60)、碳纳米管和石墨烯。然而，用其他元素复制这些结构的努力长期受挫。Wang自2000年起研究硼的纳米结构潜力，认为硼-硼键的强度使硼成为模拟碳纳米结构最有希望的元素。
研究的关键突破在于团簇冷却技术的优化。团队使用激光蒸发法生成硼团簇，以氦气作为载气。但团簇温度过高，光电子谱在B50以上呈模糊的涂抹状。当团队在氦气中掺入20%氩气以增强冷却效果后，首次观测到了B80的清晰光电子谱——谱图出人意料地简单，表明这是一个高对称性团簇，且具有显著的能隙。
B80的结构并非2007年莱斯大学Boris Yakobson团队通过计算预测的每个六边形中心插入一个硼原子的形式。Wang团队的B80笼由三角形面和五边形面组成，结构上更接近C60的测地线形状。论文共同作者包括清华大学和南方科技大学的研究人员。
Wang在接受Chemistry World采访时表示：这可能是我整个职业生涯中最重要的结果，但也是我发表论文最困难的一次。他将突破归功于博士生Hyun Wook Choi的坚持。
值得注意的是，尽管光谱证据令人信服，团队尚未通过密度泛函理论(DFT)计算确认B80的最稳定构型。Wang认为当前DFT方法低估了B80富勒烯的稳定性，可能需要数年才能等到计算方法足够成熟来验证这一结构。
比利时鲁汶大学理论化学家Arnout Ceulemans评论称：毫无疑问这将产生深远影响。硼甚至比碳更特殊。人们说那里有一个大陆等待探索，而这项发现可能是探索这片大陆的突破口。
B80的发现不仅补全了硼纳米结构拼图中最关键的一块，也可能推动硼富勒烯化学和材料科学的全新发展方向。论文发表于Chemical Science(RSC)，DOI: 10.1039/D6SC02674E，入选2026 Chemical Science HOT Article Collection。 （来源：C&EN）