日本東京都立大學理學部,用激光製作出了每立方厘米100萬個以上的碳原子團,他們還計劃製作出每立方厘米100億個的碳原子團,並計劃研究原子團的構造結構。

他們把棒狀石墨放在氦氣中,用激光照射,即產生大小不等的等離子團混合體,把這些離子團進行加速運動,使其變為大小一致的離子團。然後利用電場、離子透鏡,使其高密度化。再用激光照射使之中性化。這樣即可製作出密度為從前原子團密度10倍以上的碳原子團。

激光對碳元素的意義遠非如此,引起全世界上萬名科學家和工程師鑽進去研究的碳60(分子式)即為一例。

1985年美國科學家克勞特和斯莫利等人,在用激光束轟擊石墨靶表麵時,意外地發現了碳60。所謂碳60,就是一個由60個碳原子構成的空心大分子。根據化學鍵理論及拓撲學原理推斷,碳60分子構型類似空間正20麵體,碳原子之間相互鍵聯,形成一個由12個正5邊形和20個正6邊形組成的閉合係統,如果做成一個模型,酷似一個小足球,所以碳60還有一個別名叫做足球烯,亦稱巴基球。

人們對碳60的興趣,開始隻是考慮到其具有很好的化學穩定性,不易與一些氧化氣體發生反應,在常溫常壓下是絕緣體,加熱到300多攝氏度也不會發生變化的熱穩定性等特殊性質,預測可能會成為新一代的潤滑劑或催化劑。然而,1991年4月,美國貝爾實驗室的研究人員,在碳60的分子中摻入少量鉀原子後使它成為超導體,其臨界溫度為18K,並將摻鉀碳60分子置於與空氣隔絕的環境中進行了導電試驗。這一發現引起了超導科研工作者們的極大興趣,紛紛組織力量對碳60進行研究。1991年5月,美國幾家研究所用銣取代鉀,使臨界溫度提高到30K;7日,日本電氣研究所通過加銫,使它和銣在碳60中生成化合物,又使臨界溫度提高到了33K。

正是在短短的3個月內,碳60超導體的臨界溫度提高了近l倍,使科學家們看到了碳60這類碳集束分子作為超導體的巨大潛力。化學家們認為,如能製得碳540,即使碳60分子內的碳原子數目增加8倍,就有希望成為室溫超導體。目前正在進行碳240的合成試驗。

從理論上講,碳60的化合物的超導臨界溫度尚不及氧化物陶瓷等,為什麽科學家和超導界的人們都這樣鍾情於碳60呢?原來,碳60具有已知的其他超導體所沒有的優點:一是通過隧道掃描顯微鏡,可以定性定量地對碳60及其混合物進行穩定地觀察,測量和拍照,而其他氧化物在這一方麵比較差,二是碳係超導體具有很好的加工性能,如可以很容易地抽拉成細纖維等,這一點是陶瓷係超導體所根本不具備的,所以科學家們對碳60寄予以厚望。