厦大两位“60后”教授领衔 拿下两项国家自然科学奖

谢素原课题组:用氯原子稳定活蹦乱跳的纳米王子

谢素原在颁奖现场。

谢素原小组研究的是富勒烯。富勒烯家族因为有笼状的纳米结构和不寻常的特性，被誉为材料界的“纳米王子”。不过，它家的一些兄弟十分任性，“活蹦乱跳”一刻也不停息，谢素原小组的贡献就在于利用氯原子，把它们稳定下来。

说到碳，大家应该对石墨和金刚石不陌生，它们的含碳量均是100%，而像它们这样由同一元素组成而又性质不同的物质，被称为“同素异形体”。20世纪80年代中期以来，科学家们发现碳还存在第三种同素异形体，它就是C60，后来又发现了C20、C50、C80、C90、C104等，它们被统称为“富勒烯”。有趣的是，这一命名是源自美国著名的建筑师理查德·巴克敏斯特·富勒，只因富勒烯的分子结构酷似富勒设计的圆形穹顶。

由五元环和六元环组成的富勒烯天性活泼，特别是含有五元环（就像“五角大楼”）相邻的新型富勒烯更是活跃得很，很难被捕捉到。这从“孤立五角大楼规则”得到证实，即只有孤立的“五角大楼”才是稳定的，结构如果出现两个或多个“五角大楼”相邻，不稳定将应运而生。

谢素原小组的贡献在于，他们成功地捕获了含有相邻五元环的新型富勒烯，可以说打破了“孤立五角大楼规则”。谢素原告诉记者，他们其实也使用了通常用的电弧蒸发的碳来制备，但还是“多亏了氯原子”。通俗地说，谢素原是用氯原子从外表将其“固定”住，这也改变了过去科学家只能在气相（体）状态下研究富勒烯的局限。

事实上，至少从2004年开始，厦大科学家就已经锁定氯原子，但是，从锁定到成果出来，历经8年时间。谢素原说，这是因为富勒烯的合成的“产率”十分低，用“十万分之一”来形容，一点也不夸张——富勒烯夹杂许多混合物，加上氯原子后，就更加复杂，需要一个个地分离。

谢素原很谦虚地认为，他们只是进行很基础的研究，距离应用，还有一段很长的路要走。在学术界，新型富勒烯的捕获，被认为是可以进一步定向地衍生出丰富的功能富勒烯化合物，譬如说，谢素原小组是增加了氯原子，那么，如果将氯原子换成其他的，会发生什么？这些都还待今后深入地进行研究。

富勒烯在太阳能、超导、药物、微电子等领域都具有应用潜力，它还和我们生活密切相关，富勒烯应用于化妆品，防衰老、消除自由基等功能可以得到很好的发挥。