В 1985 году группа учёных — Роберт Кёрл, Харольд Крото, Ричард Смолли, Джим Хит и Шон О’Брайен — исследовали масс-спектры паров графита, полученных при лазерном облучении (абляции) твёрдого образца, и обнаружили пики с максимальной амплитудой, соответствующие кластерам, состоящим из 60 и 70 атомов углерода. Исследование продолжалось всего 10 дней, и было проведено в Университете Райса, расположенном в Хьюстоне, штат Техас, США.

Эксперимент проходил следующим образом: в вакуумную камеру помещался диск с графитом, на который фокусировался лазерный пучок, создающий плазму, попадающую затем в масс-спектрометр. На полученном спектре были ясно видны непонятные пики для структур из 60 и 70 атомов углерода.

Они предположили, что данные пики отвечают молекулам С₆₀ и С₇₀ и выдвинули гипотезу, что молекула С₆₀ имеет форму усечённого икосаэдра, однако вывод об этом был совсем неочевиден.

Прежде всего, непонятно было, как плоская гексагональная графитовая поверхность может быть замкнутой. Сейчас уже нельзя сказать, кто первым понял (или вспомнил), что внедрение пятиугольника в гексагональную поверхность приводит к изменению её кривизны, однако после этого сразу же стало понятно, что если количество пятиугольников равно двадцати, а шестиугольников — двенадцати, то структура, имеющая шестьдесят вершин (атомов углерода) приобретает форму шара, футбольного мяча или, говоря математическим языком, форму усечённого икосаэдра.

Следует отметить, что открытие фуллеренов имеет свою предысторию: возможность их существования была предсказана ещё в 1971 году в Японии.

Японским физиком Е. Осавой была обсуждена возможность существования такой структуры. Он опубликовал этот результат в японском журнале «Kagaku» (яп. «Химия»), который выходит только на японском языке. Затем, через год, им была написана книга об ароматичности, опять же на японском языке, в которой была включена глава на эту тему. Именно из-за языкового барьера его работа не была известна научному сообществу вплоть до экспериментального открытия С₆₀.

Также в 1973 году в СССР была теоретически обоснована возможность существования подобных соединений, но квантово-химический расчёт стабильности данной молекулы был очень сложен для компьютеров того времени, однако он был проведён и показал стабильность молекулы С₆₀. К большому сожалению, отечественным учёным не удалось убедить химиков-экспериментаторов синтезировать эту структуру, и вплоть до открытия фуллерена в 1985 году она считалась лишь теоретической выдумкой. За открытие фуллеренов, Харольд Крото, Ричард Смолли и Роберт Кёрл были удостоены Нобелевской премии по химии в 1996 году.

К содержанию.