日本科學(xué)家使用有機(jī)化學(xué)合成的方法，成功地對(duì)富勒烯進(jìn)行“分子手術(shù)”，往這種籠狀碳分子中裝入了氫分子。 　　這是人們首次完全用化學(xué)方法生成裝有氫分子的完整富勒烯分子。使用這一方法，還可能制造出裝有金屬原子或某些小分子的富勒烯。與傳統(tǒng)的物理方法相比，新方法生產(chǎn)效率更高，更易于控制。 　　這項(xiàng)研究是京都大學(xué)化學(xué)研究所小松?一教授及其同事作出的，有關(guān)論文發(fā)表在最新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志上。 　　富勒烯是由碳原子形成的一系列籠狀分子的總稱，其中最常見(jiàn)的是由60個(gè)碳原子形成的球形籠狀分子，稱為碳60。它是一種典型的納米材料，直徑約1納米(1納米等于10億分之一米)。 　　富勒烯分子是空心的籠子?；\子里裝有其他原子和分子時(shí)，富勒烯會(huì)展現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)。這類被稱為“內(nèi)生富勒烯”的分子對(duì)基礎(chǔ)研究非常重要，并在半導(dǎo)體材料、醫(yī)藥等方面有巨大的應(yīng)用潛力。 　　以前只能用物理方法生成內(nèi)生富勒烯，例如使金屬原子和碳原子一同蒸發(fā)，或?qū)怏w進(jìn)行高溫高壓處理。這種方法很難控制，而且產(chǎn)量極低，往往費(fèi)盡心力只能生成幾毫克產(chǎn)品。產(chǎn)量低的局限嚴(yán)重阻礙了對(duì)內(nèi)生富勒烯的研究。 　　“分子手術(shù)”是用化學(xué)方法在富勒烯分子上打開(kāi)缺口，將氫分子等裝入其中，再用化學(xué)方法使缺口閉合。此前有科學(xué)家曾在碳60分子上打開(kāi)一個(gè)14條邊、近似橢圓的缺口，裝入氫分子，但沒(méi)有“縫合”這個(gè)“手術(shù)傷口”。小松?一的研究小組首次完整地進(jìn)行了“分子手術(shù)”，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在碳60籠子上打開(kāi)缺口、裝入氫分子，并使缺口閉合。 　　研究人員首先通過(guò)三個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，在碳60分子上打開(kāi)一個(gè)13邊形的缺口，將這種開(kāi)口的“籠子”放入高溫高壓的氫氣槽后，氫分子就進(jìn)入其中。由于這個(gè)缺口更接近圓形，裝入氫分子的效率很高。隨后，經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，使缺口縮小到8邊形。最后再在真空中加熱，完全關(guān)閉該分子缺口，這樣就完成了裝入氫的內(nèi)生富勒烯分子。 　　小松?一表示，他的下個(gè)目標(biāo)是把金屬原子裝入富勒烯分子。名古屋大學(xué)教授?原久典對(duì)這一成果給予了很高的評(píng)價(jià)，他說(shuō)：“這是首次用化學(xué)手段控制整個(gè)過(guò)程，并在富勒烯內(nèi)部裝入分子，這非常難得并且讓人贊嘆?！? 　　富勒烯已投入批量生產(chǎn)，如果有關(guān)研究進(jìn)展順利，將可能大量生產(chǎn)裝有金屬原子的內(nèi)生富勒烯，這將是納米技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)突破。