اگر یک توپ فوتبال را به دقت نگاه کنید، متوجه خواهید شد که سطح آن از تعدادی پنج ضلعی و شش ضلعی ساخته شده است. شش ضلعی‌ها در کنار هم قرار گرفته‌اند در حالی‌که هر پنج ضلعی با پنج عدد شش‌ضلعی احاطه شده شده است. به نظر شما چند گوشه و خط مرزی در ساختار این توپ قرار دارد؟ شاید پاسخ این سوال را هیچ فوتبالیستی نداند، اما یک طراح یا فیزیک‌دان باید به راحتی پاسخ دهد.
یک توپ فوتبال نانومتری از اتم‌های بور ساخته شد
اگر یک توپ فوتبال را به دقت نگاه کنید، متوجه خواهید
شد که سطح آن از تعدادی پنج ضلعی و شش ضلعی ساخته شده است. شش ضلعی‌ها در
کنار هم قرار گرفته‌اند در حالی‌که هر پنج ضلعی با پنج عدد شش‌ضلعی احاطه
شده شده است. به نظر شما چند گوشه و خط مرزی در ساختار این توپ قرار دارد؟
شاید پاسخ این سوال را هیچ فوتبالیستی نداند، اما یک طراح یا فیزیک‌دان
باید به راحتی پاسخ دهد.
چندین دهه است که محققان سعی کرده‌اند ساختارهای مولکولی با تقارن، پایداری
و قابلیت کاربرد مشابه ساختار کروی توپ فوتبال بسازند. اخیراً محققانی از
آکادمی علوم چین، مقاله‌ای در مجله‌ی Physical Review B منتشر کرده‌اند که
دستورالعملی برای ساخت چندین نانوساختار توپ‌ماند از اتم‌های بور ارائه
می‌دهد. اتم بور، یکی از عناصر نزدیک کربن در جدول تنابی عناصر است.
می دانیم که کربن می‌تواند به صورت نانوساختارهایی به شکل فولرین، نانولوله
و گرافن درآید. این نانوساختارها خواص شیمیایی و فیزیکی شگفت آوری دارند،
که اطلاعات زیادی در مورد آنها منتشر شده است.
اما طبق گفته‌های سو گانگ (SU Gang) محقق اصلی این تیم، اتم بور فقط یک عدد
اتمی کوچک‌تر از کربن است. بنابراین انتظار می‌رود که آن هم بتواند
ساختارهایی مثل کربن به‌وجود آورد. از جمله تحقیقاتی که در این زمینه انجام
شده، می‌توان به آقای ویلیام لیپزکام، برنده‌ی نوبل ۱۹۷۶، اشاره کرد. او
پیش بینی کرد که می‌توان با ۳۲ اتم بور، یک ساختار ایکوزوهدرال شبیه ساختار
باکی بال ایجاد کرد.
در سال ۲۰۰۴ محققانی از دانشگاه یال اولین نانولوله تک دیواره‌ی جهان از
جنس بور را ساختند. در آوریل ۲۰۰۷ نیز پروفسور یاکوبسن و همکارانش از
دانشگاه رایس، توانستند وجود و پایداری ساختاری کروی متشکل از ۸۰ اتم بور،
که ۶۰ اتم آن در گوشه‌ها قرار دارد و ۲۰ اتم در مرکز شش وجهی‌ها، را ثابت
کنند.
اخیراً نیز مطالعاتی در دانشگاه‌های یال و سینهوا، در زمینه‌ی پیش بینی
ساختارهای صفحه‌ای و لوله‌ای از جنس بور انجام شده است
گروه آقای گانگ، با تکیه بر این مطالعات به دنبال راهی برای ساخت
فولرین‌هایی از جنس بور بودند. آنها سرانجام به رابطه‌ای برای دستیابی به
طیف گسترده‌ای از مولوکول‌های پایدار فولرینی دست یافتند.
طبق مقاله‌ی آنها، این رابطه به صورت ” B 32+8k” است که
k می‌تواند صفر یا هر عدد طبیعی دیگر باشد. بنابراین به صورت نظری می‌توان
به ساختارهایی همچون B32، B40 و مشابه آن رسید. صفحات بور را نیز می‌توان
با رابطه بالا تفسیر کرد، به این صورت که k در آن، بی‌نهایت شده است.
این محققان، پایداری فولرین‌ها را به روش ab initio محاسبه کردند. این
مطالعه ممکن است راه را برای بررسی پایداری ساختارهای مشابه، از جنس غیر از
بور و کربن، باز کند.
