home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1995 / TIME Almanac 1995.iso / time / 050691 / 0506300.000 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1995-02-24  |  6.1 KB  |  129 lines

  1. <text id=91TT0968>
  2. <title>
  3. May  06, 1991: Great Balls Of Carbon
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1991               
  7. May  06, 1991  Scientology                           
  8. </history>
  9. <article>
  10. <source>Time Magazine</source>
  11. <hdr>
  12. SCIENCE, Page 66
  13. Great Balls of Carbon
  14. </hdr><body>
  15. <p>It looks as though you could play soccer with it, but a newly
  16. discovered sphere may lead to novel materials, even medicines
  17. </p>
  18. <p>By J. MADELEINE NASH/CHICAGO
  19. </p>
  20. <p>     Carbon is a kind of natural backbone: the all-important
  21. element that anchors the molecules of everything from crude oil
  22. to DNA. For the past six years, groups of scientists have been
  23. chasing down an exotic form of carbon believed to have a
  24. particularly elegant configuration: 60 atoms of carbon arranged
  25. like a miniature soccer ball. The improbably spherical molecules
  26. were dubbed buckminsterfullerenes, or simply buckyballs, because
  27. they resemble the geodesic domes designed by inventor
  28. Buckminster Fuller. Researchers knew that some sort of 60-atom
  29. carbon molecule existed, but they had trouble producing enough
  30. of the stuff to study its properties or confirm its structure.
  31. </p>
  32. <p>     Now scientists have finally managed to snare the elusive
  33. molecule, and the first "snapshot" of a buckyball, taken with
  34. the aid of X rays, has been published by Science magazine. The
  35. computer-generated drawing matches the perfect soccer-ball shape
  36. that had been predicted. "This molecule is just as marvelous as
  37. we thought," exclaims Joel Hawkins, who headed the team of
  38. University of California, Berkeley, chemists that took the
  39. picture.
  40. </p>
  41. <p>     For scientists, the discovery of buckyballs has been like
  42. stumbling across an unexpected cache of buried treasure. Only
  43. two other distinctive forms of pure carbon have ever been found:
  44. ordinary graphite and precious diamonds. The atom clusters in
  45. graphite are flattened into hexagons, like tiles on a bathroom
  46. floor, while the atoms in diamonds form tiny pyramids. The
  47. molecular structure of buckyballs is so radically different that
  48. researchers hope this third form of carbon will lead to a whole
  49. new class of materials with a multitude of uses.
  50. </p>
  51. <p>     The first known encounter with a bucky ball was recorded
  52. in 1985 by Richard Smalley, a chemical physicist at Rice
  53. University, and Harold Kroto, a British chemist from the
  54. University of Sussex who was visiting Smalley's lab. The two
  55. scientists were studying what would happen if they heated carbon
  56. vapor to about 8,000 degreesC (14,500 degrees F). Unexpectedly,
  57. they detected a mysterious new form of carbon. Chemical tests
  58. proved two things: 1) the molecules had 60 carbon atoms, and 2)
  59. they had no "edges," as chemists call the unpaired electrons
  60. that cause atoms to form chemical bonds with one another.
  61. Smalley and Kroto theorized that the molecule with no edges must
  62. have the shape of a soccer ball, but they were unable to confirm
  63. the idea.
  64. </p>
  65. <p>     It was not until last fall that a team of scientists
  66. produced visible aggregations of buckyballs. At first,
  67. University of Arizona physicist Donald Huffman and his German
  68. colleague, Wolfgang Kratschmer, thought they had come up with
  69. nothing more extraordinary than a thimbleful of grimy soot. Then
  70. their microscope revealed a swarm of translucent specks that
  71. sparkled like stars in a moonless sky. "As soon as we saw these
  72. beautiful little crystals," Huffman recalls, "we knew we were
  73. looking at something no one had ever seen before."
  74. </p>
  75. <p>     But these crystals were disorganized piles of buckyballs;
  76. the scientists had no way of viewing the individual molecules.
  77. One difficulty is that when buckyballs are on their own, they
  78. spin like tiny planets, completing more than a billion
  79. rotations in a second. They do not normally stay still long
  80. enough to have their picture taken.
  81. </p>
  82. <p>     The Berkeley team got around that problem by "grabbing"
  83. the whirling buckyballs with atomic "handles" containing the
  84. element osmium. The handles enabled the scientists to manipulate
  85. billions of buckyballs and align them in an orderly, crystalline
  86. fashion. By bombarding the carbon samples with a thin beam of
  87. X rays, the Berkeley scientists got an accurate computer
  88. representation of the soccer ball-like arrangement of the atoms.
  89. </p>
  90. <p>     Now the rush is on to study the properties of buckyballs
  91. and explore their possible uses. Scientists have already
  92. concluded that the molecule is remarkably durable. Chemist
  93. Robert Whetten of UCLA has fired buckyballs at speeds of 27,000
  94. km/h (17,000 m.p.h.) into miniature walls of graphite and
  95. silicon. The sturdy spheres bounced back unharmed.
  96. </p>
  97. <p>     Their shape may turn out to be a structural achievement
  98. that on the molecular level is as noteworthy as the keystone
  99. arch. "This molecule," says IBM physicist Donald Bethune, "looks
  100. like something some genius engineer sat down and designed." In
  101. essence, a buckyball forms a cage that begs to be filled. By
  102. placing different atoms inside the cage, scientists should be
  103. able to engineer materials with unique electronic, catalytic and
  104. even biomedical properties. One intriguing possibility: if they
  105. prove nontoxic, buckyballs might encapsulate radioactive atoms
  106. used in cancer therapy, serving as shields that protect normal
  107. tissue from damage.
  108. </p>
  109. <p>     Buckyballs, which have been found to come in larger sizes,
  110. have already been altered by adding atoms to their exteriors.
  111. Researchers at AT&T Bell Laboratories and elsewhere have created
  112. thin films of buckyballs and studded them with impurities that
  113. help the molecules carry electric current. Their report
  114. indicates such film could lead to a new class of useful
  115. superconductors. Other items on the buckyball wish list include
  116. tiny ball bearings, featherweight batteries and wires perhaps
  117. only one molecule thick.
  118. </p>
  119. <p>     For the present, such developments are just dreams.
  120. "Buckyballs," stresses Berkeley's Hawkins, "are still so new and
  121. special that we can only hope they will be new and special in
  122. useful ways." But most researchers are betting that the sooty
  123. spheres with the playful name are diamonds in the rough.
  124. </p>
  125.  
  126. </body></article>
  127. </text>
  128.  
  129.