（节选）

中国科学院院士、厦门大学教授郑兰荪在《2005科学发展报告》撰文介绍我国科学家在富勒烯研究领域取得的突破性成果。

厦门大学等单位合成C₅₀Cl₁₀的研究成果，于2004年4月30 日在美国《科学》杂志发表。这项由国家自然科学基金多年资助的研究成果，以氯捕获和稳定活泼的小富勒烯C₅₀，首次明确无误地合成和结构表征了小于C₆₀的富勒烯，取得富勒烯科学的重要突破。

厦门大学的研究人员自上世纪80年代就开始了碳原子团簇的激光产生与研究。进入90年代中期，他们又根据学科的发展，开展了新型团簇的宏观量制备，先后合成、分离并结构表征了C₂₀Cl₁₀等一系列氯代碳簇，这些碳簇的结构实际上就是富勒烯的碎片。在此研究基础上，他们在5年前将研究的重点集中到C₅₀Cl₁₀，在Krätschmer等发明的制备C₆₀的石墨电弧方法的氦气氛中，引入了四氯化碳作为氯源，以此捕获和稳定高度活泼的C₅₀分子。历经3年艰辛的努力，合成了约100克粗产物，用高效液相色谱进行多轮制备分离，最后一轮的纯化工作得到中科院化学所的大力协助，采用专用的C60分离设备，最终分离和纯化出毫克量级的C₅₀Cl₁₀。在中科院武汉物理与数学所先进的核磁共振（NMR）仪器上，通过与该所研究人员的合作研究，历经15天27000多次的数据累加，测定了C₅₀Cl₁₀的13C NMR谱。厦门大学的研究人员并对它的多种可能结构与相应的13C NMR谱作了理论计算，与实验测试结果对照后，确定它具有D5h对称的笼状结构，其中10个相邻五元环上的10个碳原子由sp2杂化转为sp3杂化，所多余的化学键由10个氯原子所饱和。

随后厦门大学的有关研究人员对C₅₀Cl₁₀的结构作了更充分的光谱表征，分别测试了红外、激光拉曼、紫外－可见和荧光光谱，并与理论计算结果相对照，均与上述的碳笼结构一致。初步的研究还发现C₅₀Cl₁₀的氯原子很容易被其它基团取代，由此可以定向地衍生出丰富的新型富勒烯化合物。

这项研究是富勒烯科学的重要突破，它具有以下几个方面的意义：

1．新型富勒烯的合成。应用合成C₅₀Cl₁₀的思路与方法，即在富勒烯相邻五元环上碳原子外接氯等原子或基团的方法，其它小于C₆₀的富勒烯，如C₅₆、C₅₈等，以及大于C₆₀但是具有相邻五元环结构的新型富勒烯分子的衍生物，也都可能一一合成出来，并展示其因此具有的种种奇异的结构与性质。

2．富勒烯的定向衍生。通过衍生反应实现富勒烯的功能化，是富勒烯走向应用的关键环节。在C₅₀Cl₁₀中，所有氯原子都衍生在特定的位置上，并可以为其它功能化基团所取代。这样的定向衍生反应，将为合成更为丰富和特定功能的化合物提供基础。

3．富勒烯形成机理的研究。有关C₆₀等富勒烯的形成机理，多年来一直是科学界悬而未决的谜团。虽然国际学术界就此提出了各种可能的机理，但是却没有一种机理得到实验证据的验证。C₅₀Cl₁₀的合成至少证明了小于C₆₀的碳笼结构的存在，进一步的研究有可能证明它是否可以生长成C₆₀等更大的富勒烯。另一方面，由C₅₀Cl₁₀的工作所激发的更小的富勒烯衍生物或碳簇的合成与研究，也将为揭示富勒烯的形成过程和机理提供更多的实验依据。

因此，新型富勒烯C₅₀Cl₁₀的成功合成，有可能成为富勒烯科学的一个新的生长点，激起又一波的富勒烯研究热潮。

 中国网 2005年3月8日